精品解析：四川省广安第二中学校2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷

广安二中高2023级2025年春第一次月考 物理试题 （考试时间：75分钟，满分100分。） 一、选择题（共10个小题，共43分。其中1-7题为单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题5分，少选得3分，多选错选得0分。） 1. 图中属于交变电流的是 A. B. C. D. 2. 如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。一阻值为3的电阻接此交流电，则该电阻的功率是（　　） A. 75W B. 96W C. 125W D. 150W 3. 如图所示，匝数为100的圆形线圈绕与匀强磁场垂直的轴OO′以50r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01Wb。从图示的位置开始计时，则线圈中感应电动势瞬时值的表达式为（　　） A e=50sin（100t）V B. e=100cos（100t）V C e=50cos（100t）V D. e=100sin（100t）V 4. 如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（　　） A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B. 闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 5. 在如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为2︰1，电阻R1=R2，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0.5A，电压表的示数为5V，则电阻R1的大小为 A. 25Ω B. 20Ω C. 15Ω D. 10Ω 6. LC振荡器是利用电感和电容组合产生振荡信号的电子振荡器，广泛应用于通信、音频处理、频率合成等领域。如图所示的电路，线圈的电阻忽略不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，以断开开关的时刻为计时起点，下列判断正确的是（ ） A. 乙图可表示振荡电流随时间变化图像 B. 时刻电容器右极板带负电 C. 时间内电场能向磁场能转化 D. 若增大电容器板间的距离，振荡电流的频率降低 7. 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中两极间的电量不变，若电压减小，可判断出h变小 B. 乙图中两极间的电量不变，若电压增大，可判断出变小 C. 丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则x变小 D. 丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变小 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sin100πt V，则(　　) A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V B. 当t=s时，电压表V0的读数为220 V C. 单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小 9. 如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为．线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（ ） A. 线框中感应电流的有效值为 B. 线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 C. 从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为 D. 线框转一周过程中，产生的热量为 10. 如图所示，一光滑固定轨道由倾斜轨道和水平轨道两部分组成，轨道上端连接一阻值的电阻，水平部分两轨道间有竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场，磁场区域的长度为。一质量为的导体棒，从轨道上距水平轨道高处由静止释放，通过磁场区域后从水平轨道末端飞出，落在水平地面上。已知轨道间距，轨道水平部分距地面的高度，导体棒电阻、轨道电阻、空气阻力均忽略不计，取。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒刚进入磁场时加速度的大小为 B. 整个过程中，通过电阻R的电荷量为3C C. 整个过程中，电阻R上产生的热量为4J D. 导体棒的落地点与水平轨道末端的水平距离为0.8m 二、实验题（共15分） 11. 如图所示装置可以用来研究小车的匀变速直线运动。带有定滑轮的长木板放置在桌面上，重物通过跨过定滑轮的细线拉着小车向左加速运动，定滑轮与小车间的细线与长木板平行，打点计时器打下的纸带记录下小车的运动信息。 （1）下面说法正确的是（　　） A. 长木板必须水平放置 B. 小车的质量必须远大于重物的质量 C. 需要平衡小车与长木板间的摩擦力 D. 应该先接通打点计时器的电源，然后再释放小车 （2）实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，选取一条点迹清晰的纸带，在纸带上每隔四个点取一个计数点，测出相邻计数点间的距离如图所示，其中，，，，，。则打计数点2时小车的速度______m/s（结果保留两位有效数字）。如果当时电网中的交变电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 同学在实验室测定某金属丝的电阻率． (1)他用螺旋测微器测出金属丝的直径d，测量情况如图甲所示，则金属丝的直径d=______mm； (2)欧姆表对金属丝的电阻粗略测量，选择开关打到“×1”挡，指针偏转情况如图乙所示，则所测量约为__________Ω． (3)采用伏安法精确地测定金属丝的电阻R，实验室提供了以下器材： A．电压表（0～3V～15V，内阻约为10kΩ或50kΩ）； B．电流表（0～0.6A～3A，内阻约为0.5Ω或0.1Ω）； C．滑动变阻器（0～5Ω）； D．两节干电池； E．开关及导线若干． 本实验电压表的量程应该选______V，电流表的量程应该选______A；为使实验过程中电池能量损耗较小，合适的电路图应该选择丙图中的_______． (4)接问题导致电阻率的测量值________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值． 三、解答题（本大题共3个小题，共42分） 13. 风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： （1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； （2）用户得到的电功率是多少． 14. 如图所示，匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里。求： （1）感应电动势的瞬时值表达式； （2）从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量； （3）此后t0=1min内，电阻R上产生的热量。 15. 电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置，水平平行金属轨道间距为L，处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，左端连着阻值为2R的定值电阻，细绳绕过定滑轮一端连接质量为m，长为L有效电阻为R的导体棒a，另一端连接质量为2m的重物b，导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好，刚开始a、b间的细绳恰好绷紧（无张力）且两者初速度均为0，现释放重物b，当重物b下落h时导体棒a速度恰好达到稳定，（运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响，导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行，重力加速度g已知）求： （1）导体棒a稳定的速度v； （2）导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q； （3）若释放b后，经导体棒的速度为时，b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 广安二中高2023级2025年春第一次月考 物理试题 （考试时间：75分钟，满分100分。） 一、选择题（共10个小题，共43分。其中1-7题为单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题5分，少选得3分，多选错选得0分。） 1. 图中属于交变电流的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】电流的方向在周期性变化的电流为交变电流；交变电流的大小不一定变化，方向一定在不断地变化． 【详解】电流的方向在周期性变化的电流为交变电流；交变电流的方向在不断地变化，ABD选项中电流方向不变，是直流电；C选项电流大小不变，方向变化，是交变电流． 故选C． 2. 如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。一阻值为3的电阻接此交流电，则该电阻的功率是（　　） A. 75W B. 96W C. 125W D. 150W 【答案】A 【解析】 【详解】根据焦耳定律，在一个周期内产生的热量 则该电阻的功率是 故选A。 3. 如图所示，匝数为100的圆形线圈绕与匀强磁场垂直的轴OO′以50r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01Wb。从图示的位置开始计时，则线圈中感应电动势瞬时值的表达式为（　　） A. e=50sin（100t）V B. e=100cos（100t）V C. e=50cos（100t）V D. e=100sin（100t）V 【答案】B 【解析】 【详解】角速度为 感应电动势的最大值为 图示位置时磁通量为零，感应电动势最大，故线圈中感应电动势瞬时值的表达式为 故选B。 4. 如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则（　　） A. 闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B. 闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D. 断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于灯泡LA与线圈L和R1串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，LA慢慢亮起来，因LA支路的电阻较LB支路的电阻较小，故稳定时电流较大，则最终LA更亮一些，选项AB错误； CD．由于稳定时LA电流较大，当S断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中原电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确。 故选D。 5. 在如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为2︰1，电阻R1=R2，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0.5A，电压表的示数为5V，则电阻R1的大小为 A. 25Ω B. 20Ω C. 15Ω D. 10Ω 【答案】A 【解析】 【分析】根据部分电路的欧姆定律和串并联电路的特点、以及电压与匝数成正比，电流与匝数成反比即可求得结论． 【详解】原副线圈电压之比；已知U2＝5V，故U1＝2U2＝10V；通过R1的电流I′2；副线圈上的电流I2，又，知I1I2；所以流过电流表的电流为：I＝I′+I1＝（2）0.5A；故；解得：R2＝25Ω；故有：R1＝25Ω 【点睛】本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等． 6. LC振荡器是利用电感和电容组合产生振荡信号的电子振荡器，广泛应用于通信、音频处理、频率合成等领域。如图所示的电路，线圈的电阻忽略不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，以断开开关的时刻为计时起点，下列判断正确的是（ ） A. 乙图可表示振荡电流随时间变化的图像 B. 时刻电容器右极板带负电 C. 时间内电场能向磁场能转化 D. 若增大电容器板间的距离，振荡电流的频率降低 【答案】C 【解析】 【详解】A．因线圈电阻为零，电路稳定时，线圈两端电压为零，电容器不带电；断开开关后，时刻线圈中电流最大，故乙图可以表示电容器的电荷量随时间的变化规律，A错误； B．线圈中的电流由，给电容器充电，电容器右极板带正电，电容器放电，故时刻电容器右极板还是带正电，B错误； C．时间内电容器继续放电，电场能向磁场能转化，C正确； D．若增大电容器板间的距离，由 可知C减小，根据公式 可知，振荡电流的频率增大，D错误。 故选C。 7. 传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中两极间的电量不变，若电压减小，可判断出h变小 B. 乙图中两极间的电量不变，若电压增大，可判断出变小 C. 丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则x变小 D. 丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中两极间的电量不变，若电压减小，根据 可知电容器电容增大，根据 可知电容器两极板正对面积增大，可判断出h变大，故A错误； B．乙图中两极间的电量不变，若电压增加，可知电容器电容减小，则电容器两极板正对面积减小，可判断出变大，故B错误； C．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，则电容器电容增大，可知电介质向内移动，则x变小，故C正确； D．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，则电容器电容增大，可知电容器两极板间距离减小，则F变大，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sin100πt V，则(　　) A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V B. 当t=s时，电压表V0的读数为220 V C. 单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A项：当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为10：1，原线圈两端有效值为220V，所以副线圈电压有效值为22V，由图可知，电压表V2应小于22V，故A错误； B项：电压表的示数为交变电流的有效值即，故B正确； C项：若将滑动变阻器触片P向上移动，负载电阻增大，电流表示数减小，由于副线圈两端电压不变，电流减小，所以电压表V2示数增大，故C正确； D项：当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比为5：1，输出电压增大，电压表和电流表的示数均变大，故D错误． 【点睛】变压器的特点：匝数与电压成正比，与电流成反比，输入功率等于输出功率，结合欧姆定律分析． 9. 如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为．线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（ ） A. 线框中感应电流的有效值为 B. 线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 C. 从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为 D. 线框转一周的过程中，产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可得产生的电动势，电流，线框转过时的感应电流为，电流的有效值，故A错误；线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS，又，解得BS=，所以B正确；从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为，故C正确；转一周产生的热量代入解得：，故D错误． 考点：本题考查交流电 10. 如图所示，一光滑固定轨道由倾斜轨道和水平轨道两部分组成，轨道上端连接一阻值电阻，水平部分两轨道间有竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场，磁场区域的长度为。一质量为的导体棒，从轨道上距水平轨道高处由静止释放，通过磁场区域后从水平轨道末端飞出，落在水平地面上。已知轨道间距，轨道水平部分距地面的高度，导体棒电阻、轨道电阻、空气阻力均忽略不计，取。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒刚进入磁场时加速度的大小为 B. 整个过程中，通过电阻R的电荷量为3C C. 整个过程中，电阻R上产生的热量为4J D. 导体棒的落地点与水平轨道末端的水平距离为0.8m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 代入题中数据，解得导体棒刚进入磁场时的速度大小 则棒产生的电动势 则棒受到的安培力 故导体棒加速度大小 联立以上解得 故A正确； B．整个过程中，通过电阻R的电荷量 因为 代入题中数据，解得 故B错误； C．规定向右为正方向，设棒平抛初速度为，由动量定理有 联立解得 由能量守恒有 联立解得电阻R上产生的热量为 故C错误； D．设棒平抛初速度为，则由， 代入题中数据，解得 故D正确。 故选AD。 二、实验题（共15分） 11. 如图所示装置可以用来研究小车的匀变速直线运动。带有定滑轮的长木板放置在桌面上，重物通过跨过定滑轮的细线拉着小车向左加速运动，定滑轮与小车间的细线与长木板平行，打点计时器打下的纸带记录下小车的运动信息。 （1）下面说法正确的是（　　） A 长木板必须水平放置 B. 小车的质量必须远大于重物的质量 C. 需要平衡小车与长木板间的摩擦力 D. 应该先接通打点计时器的电源，然后再释放小车 （2）实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，选取一条点迹清晰的纸带，在纸带上每隔四个点取一个计数点，测出相邻计数点间的距离如图所示，其中，，，，，。则打计数点2时小车的速度______m/s（结果保留两位有效数字）。如果当时电网中的交变电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）D （2） ①. 0.81 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 ABC．本实验是用来研究小车的匀变速直线运动，故只要小车做匀加速运动即可，故ABC错误； D．实验时需要先接通电源，再释放小车，以确保纸带上能够记录下较多的运动信息，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]由题知，交流电的频率为f=50Hz，相邻两计数点间的时间间隔 根据某点的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得打计数点2时小车的速度 [2]如果当时电网中交变电流的电压变成210V，因为频率不变，所以周期不变，根据 可知加速度的测量值与实际值相比不变。 12. 同学在实验室测定某金属丝的电阻率． (1)他用螺旋测微器测出金属丝的直径d，测量情况如图甲所示，则金属丝的直径d=______mm； (2)欧姆表对金属丝的电阻粗略测量，选择开关打到“×1”挡，指针偏转情况如图乙所示，则所测量约为__________Ω． (3)采用伏安法精确地测定金属丝的电阻R，实验室提供了以下器材： A．电压表（0～3V～15V，内阻约为10kΩ或50kΩ）； B．电流表（0～0.6A～3A，内阻约为0.5Ω或0.1Ω）； C．滑动变阻器（0～5Ω）； D．两节干电池； E．开关及导线若干． 本实验电压表的量程应该选______V，电流表的量程应该选______A；为使实验过程中电池能量损耗较小，合适的电路图应该选择丙图中的_______． (4)接问题导致电阻率的测量值________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值． 【答案】 ①. 1.700； ②. 6.0； ③. 0-3； ④. 0.0.6； ⑤. A； ⑥. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]．由图甲所示螺旋测微器可知，其读数为： 1.5mm+20.0×0.01mm=1.700mm（1.669mm～1.701mm均正确） （2）[2]．欧姆表用“×1”挡，根据乙图可知故其读数为6×1Ω=6Ω （3）[3][4][5]．因为电源是两节干电池，故电源电动势大约为3V，故电压表的量程应该选0～3V，最大电流Imax=E/R=0.5A，故电流表的量程应选择0～0.6A；因为要求实验过程中电池能量损耗较小，故应选择限流式电路，被测电阻的粗测值较小，故电流表外接，故选A； （4）[6]．内接法测量电阻，电压U准确，电流测量偏大，所以电阻的测量结果将比真实值偏小，会导致电阻率的测量值小于真实值． 【点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．内外接选择的方法：大电阻选内接测量结果偏大，小电阻选外界测量结果偏小，口诀：“大内大，小外小．”利用分压式电路和限流式电路的优缺点合力选择供电电路．限流式：优点电路消耗的总功率小，一般电源电量不足时选择；缺点是变化范围小，不能从零开始变化；分压式：优点变化范围大，能从零到最大值之间变化，测量的数据多，结果精确；缺点是电路消耗的总功率大． 三、解答题（本大题共3个小题，共42分） 13. 风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： （1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； （2）用户得到的电功率是多少． 【答案】（1）1:20 ，240:11（2）96kW 【解析】 【分析】画出输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比； 求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比； 【详解】（1）根据题意，可知等效电路图为： 输电线损耗功率 又 输电线电流 原线圈中输入电流 所以升压变压器匝数比为 这样 所以降压变压器匝数比为 （2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 【点睛】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系，以及功率的关系． 14. 如图所示，匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里。求： （1）感应电动势的瞬时值表达式； （2）从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量； （3）此后t0=1min内，电阻R上产生的热量。 【答案】（1）；（2）0.1C；（3）2.7×104 J 【解析】 【分析】 详解】（1）由题意可知 所以，可得最大感应电动势 则感应电动势的瞬时值表达式为 （2）线圈由如图位置转过的过程中 由公式可得，通过R的电量为 （3）根据电动势的有效值与最大值的关系可得 根据热量的公式，可得1min内外电阻R产生的热量Q为 15. 电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置，水平平行金属轨道间距为L，处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，左端连着阻值为2R的定值电阻，细绳绕过定滑轮一端连接质量为m，长为L有效电阻为R的导体棒a，另一端连接质量为2m的重物b，导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好，刚开始a、b间的细绳恰好绷紧（无张力）且两者初速度均为0，现释放重物b，当重物b下落h时导体棒a速度恰好达到稳定，（运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响，导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行，重力加速度g已知）求： （1）导体棒a稳定的速度v； （2）导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q； （3）若释放b后，经导体棒的速度为时，b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）a棒稳定时，a受重力、支持力、拉力和向左的安培力，a棒运动时产生的感应电动势为 感应电流为 受到的安培力为 对b分析 又 联立解得 （2）根据棒和物体组成的系统，根据能量守恒 根据焦耳热公式可得 联立解得 （3）棒从静止开始运动到稳定速度，根据动量定理得，对重物b有 对棒a有 即 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$