精品解析：江西省新余市第四中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

新余四中 2024-2025 学年度高二年级下学期一段考试物理试卷 总分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题（1-7为单项选择题，每小题4分，共计28分，8-10为多选题，每小题6分，漏选得3分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉工作中产生强大的恒定磁场使铁锅底部中产生涡流 B. 乙图中，转动的铝盘边放置静止的U形磁铁可使铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁的转速始终相同 D. 丁图中，用硅钢片做变压器的铁芯是为了增大涡流，减少能量损失 2. 电路如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，直流电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关，A、B两灯均立即变亮 B. 闭合开关，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮，最后两灯亮度相同 C. 闭合开关，电路稳定后再断开开关，A、B两灯均逐渐变暗直到熄灭 D. 闭合开关，电路稳定后再断开开关，A灯立即熄灭，B灯先闪亮一下，然后逐渐变暗直到熄灭 3. 图示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时，角速度为，通过滑环和电刷保持与外电路的连接，为清楚起见。图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀强磁场。下列关于此发电机工作时的说法中，正确的是（　　） A. 线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流最大 B. 线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零 C. 线圈从乙图所示位置逆时针转动一圈的过程中，电路中电流的方向改变2次 D. 线圈从甲图或丙图所示的位置开始转动时，电路中电流随时间变化的规律为iImcost 4. 一个质量为、电荷量为的带电粒子，以的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场，则粒子做匀速圆周运动的周期大小约为（　　） A. 3.28×10-6s B. 3.28×10-7s C. 3.28×10-8s D. 3.28×10-9s 5. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 6. 如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压的变化规律如图乙所示，当用电器电阻时（　　） A. 降压变压器原线圈电流的有效值为80A B. 升压变压器的输入功率为4650W C. 发电机中的电流变化频率为60Hz D. 若用电器阻值增大，则输电线上损失的电功率增大 7. 日本的核污水排放，使碘的同位素131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)。经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向里 B. 碘131进入磁场时的速率为 C. 碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 D. 打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 8. 一种用磁流体发电的装置如图所示，A、B是两块在强磁场中相互平行的金属板，将一束含有大量异种电荷的等离子体以一定的速度喷入磁场，AB板间便产生电压。如果把AB和用电器连接，AB就是一个直流电源的两极，下列说法中正确的是（　　） A. A极板相当于电源正极 B. B极板相当于电源正极 C. 等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差减小 D. 等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差增大 9. 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变大 D. 若闭合开关S，则电流表示数变大，示数变大 10. 如图所示，导体棒a、b分别置于平行光滑水平固定金属导轨的窄导轨处和宽导轨处，其中a棒离宽导轨足够远，b棒所在导轨无限长，导轨所在区域存在垂直导轨所在平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。已知导体棒的长度等于导轨间的距离，两根导体棒粗细相同且均匀，材质相同，a棒的质量为m，电阻为R，长度为L，b棒的长度为2L。现给导体棒a一个水平向右的瞬时冲量I，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，关于导体棒以后的运动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a稳定运动后的速度为 B. 导体棒b稳定运动后的速度为 C. 从开始到稳定运动过程中，通过导体棒a的电荷量为 D. 从开始到稳定运动过程中，导体棒b产生的热量为 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 读数：图甲的读数为______mm，图乙的读数为______mm。 12. 小明同学想要测量某电源的电动势和内阻。他进行了如下操作：（本题结果均保留2位有效数字） （1）小明先用多用电表粗测该电源的电动势，将选择开关旋至10V挡，经正确操作后，电表指针指在如图甲所示位置，该电源的电动势为__________V。 （2）随后他用图乙电路进行连接，图中。发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。现将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量a、间电压，发现读数仍不为零，则______导线是断开的（选填、或）。排除故障后，通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电压表V和电流表A的多组U、I数据，作出图像如图丙所示。由图像可得电源的电动势______V，内阻_____，本实验中电源电动势测量值______（选填“﹥”或“﹤”）真实值，电源内阻测量值______（选填“﹥”或“﹤”）真实值。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题16分） 13. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ=37°。导轨所在平面内分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的上端接有内阻的直流电源。现把一个质量为的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）求直流电源的电动势E； （2）若保持第一问的E不变，只将磁感应强度方向改为竖直向上，求金属棒的加速度大小。 14. 如图所示，圆形区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，区域半径为R。带电粒子a质量为m，电荷量为q，从A点沿半径方向进入磁场区域，从B点离开磁场，出磁场时速度偏转角为，带同种电荷的b粒子质量为也为m，从A点以相同速度沿半径方向进入磁场区域，从AB圆弧中点C点离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用，求： （1）a粒子的速度大小； （2）b粒子的电荷量； （3）a粒子和b粒子在磁场中运动的时间之比。 15. 如图，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与两根间距为的光滑平行水平导轨平滑连接，足够长的水平导轨全部处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。在导轨上放置长度略大于的导体棒、、。棒的质量为，接入电路的电阻为，棒和棒的质量均为，接入电路的电阻均为。已知初始时棒和棒间距为，且均处于静止状态。现让棒从圆弧导轨上高为处由静止释放，棒与棒如果发生碰撞则会粘在一起。已知重力加速度大小为，导轨电阻不计，且导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 （1）棒刚进入磁场时，求棒和棒的加速度之比； （2）若使棒与棒不发生碰撞，求初始时棒离磁场左边界的距离应满足的条件； （3）若初始时棒离磁场左边界的距离，且棒与棒没有发生碰撞，试求、、三棒在全过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新余四中 2024-2025 学年度高二年级下学期一段考试物理试卷 总分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题（1-7为单项选择题，每小题4分，共计28分，8-10为多选题，每小题6分，漏选得3分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉工作中产生强大的恒定磁场使铁锅底部中产生涡流 B. 乙图中，转动的铝盘边放置静止的U形磁铁可使铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁的转速始终相同 D. 丁图中，用硅钢片做变压器的铁芯是为了增大涡流，减少能量损失 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，家用电磁炉工作中产生强大的变化的磁场使铁锅底部中产生涡流，从而产生大量的热量，选项A错误； B．乙图中，当金属圆盘转动时，导致切割磁感应线，从而形成感应电流，感应电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用，能使铝盘迅速停下来，这是利用电磁阻尼规律，选项B正确； C．丙图中，当转动磁铁时，导致穿过线圈的磁通量变化，从而产生感应磁场，进而阻碍原来的磁通量变化，出现线圈跟着磁铁转动，但是线圈转速始终比磁铁的转速小，这是利用了电磁驱动原理，选项C错误； D．丁图中，用硅钢片做变压器的铁芯是为了减小涡流，减少能量损失，选项D错误。 故选B。 2. 电路如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，直流电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关，A、B两灯均立即变亮 B. 闭合开关，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮，最后两灯亮度相同 C. 闭合开关，电路稳定后再断开开关，A、B两灯均逐渐变暗直到熄灭 D. 闭合开关，电路稳定后再断开开关，A灯立即熄灭，B灯先闪亮一下，然后逐渐变暗直到熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关，A灯立即变亮，B灯所在电路上线圈L产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，所以B灯逐渐变亮，A错误； B．闭合开关， A灯立即变亮，B灯逐渐变亮，最后两灯亮度相同，B错误； CD．闭合开关，电路稳定后再断开开关，由于两灯相同，稳定时电流一致，断开开关后两灯串联，电流也时刻相同，所以同时熄灭C正确，D错误。 故选C。 3. 图示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时，角速度为，通过滑环和电刷保持与外电路的连接，为清楚起见。图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀强磁场。下列关于此发电机工作时的说法中，正确的是（　　） A. 线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流最大 B. 线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零 C. 线圈从乙图所示位置逆时针转动一圈的过程中，电路中电流的方向改变2次 D. 线圈从甲图或丙图所示的位置开始转动时，电路中电流随时间变化的规律为iImcost 【答案】C 【解析】 【详解】AB．线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，线圈平面和磁感线垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，则电路中的电流最小，选项AB错误； C．线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次，则线圈从乙图所示位置逆时针转动一圈的过程中，电路中电流的方向改变2次，选项C正确； D．线圈从甲图或丙图所示的位置开始转动时，电路中电流随时间变化的规律为iImsint，选项D错误。 故选C。 4. 一个质量为、电荷量为的带电粒子，以的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2T的匀强磁场，则粒子做匀速圆周运动的周期大小约为（　　） A. 3.28×10-6s B. 3.28×10-7s C. 3.28×10-8s D. 3.28×10-9s 【答案】B 【解析】 【详解】根据 周期 解得 故选B。 5. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，穿过线圈P的磁通量增加，则线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流方向与线圈M中电流方向相反，则二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，穿过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B错误； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压的变化规律如图乙所示，当用电器电阻时（　　） A. 降压变压器原线圈电流的有效值为80A B. 升压变压器的输入功率为4650W C. 发电机中的电流变化频率为60Hz D. 若用电器阻值增大，则输电线上损失的电功率增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．结合图乙，可知降压变压器副线圈电流的有效值 故降压变压器原线圈电流的有效值 故A错误； B．根据能量守恒可知，升压变压器的输入功率 故B正确； C．变压器不改变交流电频率，由图乙可知，发电机中的电流变化频率 故C错误； D．若用电器阻值增大时，由于电压不变，则降压器副线圈电流减小，故输电线电流减小，则输电线上损失的电功率减小，故D错误。 故选B。 7. 日本的核污水排放，使碘的同位素131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)。经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向里 B. 碘131进入磁场时的速率为 C. 碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 D. 打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．碘131和碘127均带正电，进入磁场时均向左偏转，所受的洛伦兹力向左，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．碘131在电场中加速过程，由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，则 解得 故B错误； C．根据周期公式，因两个粒子在磁场中运动的时间t为周期的一半，则碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为 故C错误； D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有 解得 所以打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为 故D正确。 故选D。 8. 一种用磁流体发电的装置如图所示，A、B是两块在强磁场中相互平行的金属板，将一束含有大量异种电荷的等离子体以一定的速度喷入磁场，AB板间便产生电压。如果把AB和用电器连接，AB就是一个直流电源的两极，下列说法中正确的是（　　） A. A极板相当于电源正极 B. B极板相当于电源正极 C. 等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差减小 D. 等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差增大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由左手定则判断可知，带负电的粒子所受洛伦兹力指向A板，带正电的粒子所受洛伦兹力指向B板，故A板相当于电源的负极，B极板相当于电源正极，故A错误，B正确； CD．根据粒子受力平衡，则 可知 等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差增大，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，消耗的功率变大 B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表示数变大 D. 若闭合开关S，则电流表示数变大，示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，回路总电阻变大，总电流强度减小，R1消耗的功率减小；原线圈电流强度也减小；原线圈电压不变，副线圈电压也不变，加在R1两端的电压减小，因此电压表V示数增大，AC错误B正确； D．若闭合开关S，回路总电阻减小，电流强度增大，R1分得的电压升高，加在R2两端的电压降低，流过R2的电流强度减小，即A2的示数减小，D错误。 故选B。 10. 如图所示，导体棒a、b分别置于平行光滑水平固定金属导轨的窄导轨处和宽导轨处，其中a棒离宽导轨足够远，b棒所在导轨无限长，导轨所在区域存在垂直导轨所在平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。已知导体棒的长度等于导轨间的距离，两根导体棒粗细相同且均匀，材质相同，a棒的质量为m，电阻为R，长度为L，b棒的长度为2L。现给导体棒a一个水平向右的瞬时冲量I，导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，关于导体棒以后的运动，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒a稳定运动后的速度为 B. 导体棒b稳定运动后的速度为 C. 从开始到稳定运动过程中，通过导体棒a的电荷量为 D. 从开始到稳定运动过程中，导体棒b产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．a棒开始向右运动时，受到向左的安培力而向右做减速运动，b棒受到向右的安培力而向右做加速运动，当两棒产生的感应电动势大小相等时，回路中感应电流为零，两棒不再受安培力，均做匀速直线运动，达到稳定状态，则 解得 导体棒a有水平向右动量I，则 由题意可知b棒的质量为2m，对a棒由动量定理得 对b棒由动量定理得 解得， 故A正确，B错误； C．设从开始到稳定运动过程中，通过导体棒a的电荷量为q，则 结合，解得 故C错误； D．从开始到稳定运动过程中，对整个中能量守恒定律得 导体棒b产生的热量 故D正确。 故选AD。 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 读数：图甲的读数为______mm，图乙的读数为______mm。 【答案】 ①. 0.529##0.530##0.531 ②. 4.7 【解析】 【详解】[1]图甲的读数为0.5mm+0.01mm×3.0=0.530mm [2]图乙的读数为4mm+0.1mm×7=4.7mm 12. 小明同学想要测量某电源的电动势和内阻。他进行了如下操作：（本题结果均保留2位有效数字） （1）小明先用多用电表粗测该电源的电动势，将选择开关旋至10V挡，经正确操作后，电表指针指在如图甲所示位置，该电源的电动势为__________V。 （2）随后他用图乙电路进行连接，图中。发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线。现将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量a、间电压，发现读数仍不为零，则______导线是断开的（选填、或）。排除故障后，通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电压表V和电流表A的多组U、I数据，作出图像如图丙所示。由图像可得电源的电动势______V，内阻_____，本实验中电源电动势测量值______（选填“﹥”或“﹤”）真实值，电源内阻测量值______（选填“﹥”或“﹤”）真实值。 【答案】（1）2.7 （2） ①. ②. 2.8 ③. 2.9 ④. ﹤ ⑤. ﹤ 【解析】 【小问1详解】 将选择开关旋至10V挡，需要读行，读出电压为。 【小问2详解】 [1]开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，说明、至少其中一根导线内部断开，再测量a、间电压，发现读数仍不为零，说明完好，则有问题的一定是。 [2] [3]由，从丙图中的纵截距可得 计算斜率可得，则。 [4] [5]由可知，读数准确，读数偏小，故修正后的图像如图所示 可知，电动势和内阻的测量值都偏小。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题16分） 13. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离为，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ=37°。导轨所在平面内分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的上端接有内阻的直流电源。现把一个质量为的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）求直流电源的电动势E； （2）若保持第一问的E不变，只将磁感应强度方向改为竖直向上，求金属棒的加速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 受力分析 BIl=mgsinθ 由闭合电路欧姆定律E=Ir+IR0 解得 【小问2详解】 只将磁感应强度方向改为竖直向上，则安培力变为水平向右，由第一问得F安=BIl=mgsinθ 受力分析得mgsinθ-F安cosθ=ma 解得 14. 如图所示，圆形区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，区域半径为R。带电粒子a质量为m，电荷量为q，从A点沿半径方向进入磁场区域，从B点离开磁场，出磁场时速度偏转角为，带同种电荷的b粒子质量为也为m，从A点以相同速度沿半径方向进入磁场区域，从AB圆弧中点C点离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用，求： （1）a粒子的速度大小； （2）b粒子的电荷量； （3）a粒子和b粒子在磁场中运动的时间之比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子运动的轨迹如图所示， 由几何关系 解得a粒子的轨迹半径 洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 b粒子运动的轨迹图所示， 由几何关系可知 解得 洛伦兹力提供向心力 联立，解得 【小问3详解】 由于 解得 同理解得 则a粒子和b粒子在磁场中运动的时间之比 15. 如图，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与两根间距为的光滑平行水平导轨平滑连接，足够长的水平导轨全部处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。在导轨上放置长度略大于的导体棒、、。棒的质量为，接入电路的电阻为，棒和棒的质量均为，接入电路的电阻均为。已知初始时棒和棒间距为，且均处于静止状态。现让棒从圆弧导轨上高为处由静止释放，棒与棒如果发生碰撞则会粘在一起。已知重力加速度大小为，导轨电阻不计，且导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 （1）棒刚进入磁场时，求棒和棒的加速度之比； （2）若使棒与棒不发生碰撞，求初始时棒离磁场左边界的距离应满足的条件； （3）若初始时棒离磁场左边界的距离，且棒与棒没有发生碰撞，试求、、三棒在全过程中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当棒进入磁场时产生感应电动势，、棒并联，两端的电压总相等，则有， 又， 根据牛顿第二定律可得， 联立可得棒和棒的加速度之比为 【小问2详解】 对棒：由动能定理得 解得棒刚进入磁场的速度大小为 由（1）可知，棒、棒总是相对静止的，由于棒受到的安培力与、棒受到的安培力的合力为0，所以棒、棒、棒构成的系统动量守恒，设三棒速度相等时的速度为，以向右为正方向，则根据动量守恒定律有 解得 对棒，由动量定理得 又 其中 联立解得 则要棒与棒不发生碰撞，棒离磁场左边界的距离应满足 【小问3详解】 因为棒进入磁场时与棒之间的距离 所以棒与棒将发生碰撞并粘在一起。全过程三棒减少的机械能中，一部分转化为三棒生成的焦耳热，另一部分在棒与棒的完全非弹性碰撞中损失掉。则有 棒与棒碰撞前瞬间，设棒、棒的速度大小均为，棒的速度大小为，以向右为正方向，根据动量守恒定律得 对棒，由（2）得 联立解得， 棒与棒碰撞过程，由动量守恒定律可得 解得 碰撞瞬间损失的机械能为 则、、三棒在全过程中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $