精品解析：四川省成都外国语学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

成都外国语学校高二下期第一次月考物理试卷 考试时间：75分钟 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单项选择题：本大题共7小题，共28分。 1. 物理学家科学研究极大地推动了人类文明的进程，下列说法中正确的是（　　） A. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象 B. 卡文迪许测出了静电力常量k的数值 C. 安培首次发现了电流周围存在磁场 D. 楞次引入“电场线”来形象地描述电场 【答案】A 【解析】 【详解】A．法拉第经过多年的实验研究，在 1831 年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，A正确； B．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值，而静电力常量不是卡文迪许测出的，B错误； C．1820 年，奥斯特通过实验首次发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，而不是安培，C错误； D．是法拉第引入 “电场线” 来形象地描述电场，楞次总结出了判断感应电流方向的楞次定律，D错误。 故选A。 2. 如图所示，下列四种物理情景中，能够产生感应电流的是（　　） A. 甲图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 B. 乙图中，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中向下运动 C. 丙图中，线框在纸面内平行于通电导线水平向右移动 D. 丁图中，水平放置的圆形线框直径的正上方有一水平通电直导线，电流逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中的线圈有缺口，不是闭合回路，无法产生感应电流，故A错误； B．乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，回路磁通量始终最大，不变，不产生感应电流，故B错误； C．丙图中，线框在纸面内平行于通电导线水平向右移动，回路磁通量减小，会产生感应电流，故C正确； D．丁图中，穿入与穿出圆环的磁感线条数相等，磁通量不发生变化，无感应电流，故D错误。 故选C。 3. 小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 电子秤的示数大于 C. 电子秤的示数等于 D. 线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 【答案】A 【解析】 【详解】将磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律和安培定则可判断，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）；根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，有扩张的趋势；根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于。 故选A 4. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D. 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，电阻的电流方向由流向，故A错误； B．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压，故B错误； C．开关S由断开到闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故C正确； D．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，又由于，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，面积为，匝数为150匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正，线圈与定值电阻R相连。下列说法正确的是（ ） A. 时，穿过线圈的磁通量为30Wb B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 0~5s内，线圈都有扩张的趋势 D. 0~5s内，b点电势均比a点电势高 【答案】D 【解析】 【详解】A．当时，，穿过平面的磁通量，故A错误； BD．磁场先向里减小，再向外增大，由楞次定律可判断出在5s内的感应电流方向始终相同，且为线圈顺时针方向，则b点电势均比a点电势高，故B错误，D正确； C．根据“增缩减扩”的规律可判断出线圈在内具有扩张趋势，而在内具有收缩趋势，故C错误。 故选D。 6. 如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc间距)，然后出来，若取逆时针方向为感应电流的正方向，那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图像是(　　) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为负值，电流为：，由于B、L、v、R不变，线圈进入和穿出磁场时，感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生，故C正确，ABD错误． 7. 如图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则（　　） A. 理想电压表的示数U=6V B. 线圈转动的角速度 C. 转动过程中穿过线圈的最大磁通量 D. 通过灯泡电流的瞬时表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，线圈产生电动势的有效值为，理想电压表测的是小灯泡两端电压，则示数为，故A错误； B．根据图乙可知，交流电的周期为T=0.02s 则线圈转动的角速度为 故B错误； C．单匝线圈转动时产生的电动势最大值为em=BSω=Φmω 则穿过线圈的最大磁通量为 故C错误； D．根据图乙可知，感应电动势的瞬时值表达式为 故通过灯泡电流的瞬时值表达式为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一列简谐横波沿轴正成向传播，时刻波刚传播到的质点，波形图如图所示，已知的质点连续两次位于平衡位置的时间间隔为0.2s，下列说法正确的是（　　） A. 时质点位于波峰 B. 时质点第一次到达波峰 C. 内，质点通过的路程为 D. 此列波的传播速度是 【答案】BD 【解析】 【详解】A．质点P连续两次位于平衡位置的时间间隔为0.2s说明质点振动周期为T=0.4s, 质点P开始时从平衡位置向下振动，经时质点P不位于波峰，A错误； B．质点Q的运动方向沿y轴正方向， 时即再过质点Q第一次到达波峰，B正确； C．0~1s内，质点P走过了2.5T，通过的路程 s=2.545cm=50cm C错误； D．由图可知根据 D正确； 故选BD。 9. 图1所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝．AB间加上如图2所示的正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q．已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆．则下列判断中正确的是 A. 开始时，安培表示数为A B. 开始时，流过R的交流电频率25Hz C. 保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大 D. 保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大 【答案】CD 【解析】 【详解】由图2知，输入电压的有效值为U1=36V，根据变压规律：，解得输出电压U2=18V，所以电流表的读数为I=U2/R=0.25A，所以A错误；交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，故B错误；保持P的位置不动，将Q向上移动时，R的阻值减小，U2不变，R消耗的功率变大，所以C正确；保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，n2增大，U2增大，R消耗的功率变大，所以D正确． 10. 如图所示，abcd是一质量为m的“U”形均匀金属框架，其电阻可忽略不计，ef是一质量也为m、两端有光滑小环的均匀金属杆，将ef两端的小环套在框架顶端，刚好构成一个边长为L的正方形。PQ是水平匀强磁场的水平边界。将此正方形线框在与匀强磁场垂直的竖直平面内由静止释放（此时bc边距PQ为h），当bc刚越过PQ时刚好匀速运动，ab边刚好有一半进入磁场时，ef恰到达PQ位置。运动中框架不转动，小环与框架接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. ef刚越过PQ时加速度大小为g D. ef刚越过PQ时加速度大小为2g 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．线框自由下落过程，有 金属框架ab边刚好有一半进入磁场所需时间为 此过程金属杆做匀加速直线运动，可得 联立，解得 故A错误；B正确； CD．依题意，线框匀速下落过程，有 金属杆刚越过PQ时，有 联立，解得 此时闭合回路中的金属杆所受安培力为 根据牛顿第二定律，可得 故C正确；D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共12分。 11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 （1）该实验使用的科学方法是 。 A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法 （2）影响平行板电容器电容的因素有 。 A. 极板的材料 B. 两极板间距离和两极板的正对面积 C. 电容器储存的电荷量 （3）在实验中观察到的现象是 。 A. 将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B. 向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C. 将左极板右移，静电计指针的张角变小 【答案】（1）B （2）B （3）C 【解析】 【小问1详解】 本实验中，若研究电容与其中一个变量的关系时，需要其他量保持不变，所以采用的科学方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 由平行板电容器的决定式可知，影响平行板电容器电容的因素有两极板间距离、两极板的正对面积和两极板之间的电介质。 故选B。 【小问3详解】 A．本实验中，将左极板向上移动一段距离，即两极板的正对面积减小，平行板电容器的电容减小。由于电容器的带电荷量不变，根据电容的定义式 可知 可知，两极板之间的电势差增大，故静电计指针的张角变大，故A错误； B．向两板间插入陶瓷片时，平行板电容器两极板间的介电系数增大，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故B错误； C．将左极板右移，两极板间的距离减小，故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变，故两极板之间的电势差减小，静电计指针的张角变小，故C正确； 故选C。 12. 要描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作，已选用的器材有： 电池组（电动势4.5V，内阻约）； 电流表（量程为，内阻约）； 电压表（量程为，内阻约）； 开关一个：导线若干。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填仪器前的字母）。 A. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.3A） B. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流1A） （2）实验的电路图应选用下列的图______。 A. B. C. D. （3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在电动势为3V、内阻为的电源两端，如图2所示。每个小灯泡消耗的功率是______W。（保留三位有效数字） 【答案】（1）B （2）B （3）0.192-0.198 【解析】 【小问1详解】 要使灯泡两端电压从零逐渐增加到3V，滑动变阻器应采用分压式接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，方便调节，A选项中滑动变阻器最大阻值太大，不利于调节，B选项滑动变阻器最大阻值，额定电流1A满足实验要求。 【小问2详解】 因为要描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压要从零开始调节，所以滑动变阻器用分压式接法，A选项为限流式接法，不符合要求。小灯泡电阻 因为， 故 ，所以电流表应采用外接法，故选B。 【小问3详解】 设每个小灯泡两端电压为U，通过每个小灯泡的电流为I，则干路电流 根据闭合电路欧姆定律 已知，， 可得 整理得到 在小灯泡的伏安特性曲线（图1）中画出的直线 可以通过找两个特殊点来绘制这条直线，当时，；当时，。 这条直线与小灯泡伏安特性曲线的交点对应的和就是小灯泡实际工作时的电压和电流。从图像中找到交点，假设交点处，。 根据，计算每个小灯泡消耗的功率（因交点读数存在一定误差，在根据图像读数计算时，结果在0.192-0.198之间均可） 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 一个直流电动机的内电阻，与的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈的面积为，共200匝，线圈的电阻为，线圈在的匀强磁场中绕以角速度匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，理想电压表的示数为，求 （1）线圈转动时产生的电动势的最大值； （2）通过电动机的电流的有效值； （3）电动机正常工作时的输出功率。 【答案】（1）400V；（2）20A；（3）2400W 【解析】 【详解】（1）线圈转动时产生的电动势的最大值为 （2）依题意可知，有效值为 设线圈的电阻为r，则电路中的电流I为 （3）电动机正常工作时的输出功率为 14. 如图所示，两根等间距且光滑四分之一圆弧轨道，半径、间距，与水平轨道平滑连接，轨道电阻不计。在轨道顶端通过导线连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度也为L、质量、阻值的金属棒从轨道顶端ab处由静止开始下滑，到达圆弧轨道底端cd处时对轨道的压力大小为重力的2倍。金属棒与轨道始终接触良好，。求： （1）金属棒滑至cd处时速度大小v； （2）金属棒滑至cd处时所受的安培力大小； （3）金属棒从ab处下滑到cd处的过程中流过金属棒横截面的电荷量q。 【答案】（1）2m/s；（2）；（3） 【解析】 【分析】 详解】（1）金属棒下滑至以处时，根据牛顿第二定律可得 又，得 （2）金属棒滑至cd处时产生的感应电动势为 感应电流为 所受的安培力大小 解得 （3）由电荷量的计算式 其中，得 15. 如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势的直流电源、的电容器和的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接，与直导轨垂直，左侧空间存在竖直向上，大小为的匀强磁场。将质量为电阻为的金属棒静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为，距足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关断开，闭合开关，使电容器完全充电；然后断开，同时接“1”，从静止开始加速运动直至速度稳定；当匀速运动到与距离为时（速度已经稳定），立即将接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒，、恰好在处发生第1次弹性碰撞。已知之后与每次碰撞前均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，、始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度，求： （1）电容器完成充电时的电荷量； （2）稳定时的速度； （3）自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移。 【答案】（1）3.6C （2）9m/s （3）0.18m 【解析】 【小问1详解】 根据电容的定义式有 求得 【小问2详解】 金属棒M最终匀速直线时 对金属棒M应用动量定理可得 即 其中 联立求解得 【小问3详解】 在开关接2时，对金属棒M应用动量定理 即 又由 联立求得 绝缘棒N滑到圆周最低点时，由动能定理可得 求得 金属棒M，绝缘棒N弹性碰撞， 求得， 发生第一次碰撞后，金属棒M向左位移为，根据动量定理可得 即 又由 则 由题可知，绝缘棒第二次与金属棒碰前速度为，方向水平向左，碰后速度为，金属棒的速度为，由弹性碰撞可得， 求得， 金属棒向左的位移，则 求得 同理可知，金属棒与绝缘棒第三次碰撞后的瞬时速度，则 金属棒M向左的位移，有 求得 以此类推，金属棒与绝缘棒第次碰撞后的瞬时速度，可知 金属棒M向左的位移，有 发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移 当趋于无穷大时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都外国语学校高二下期第一次月考物理试卷 考试时间：75分钟 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单项选择题：本大题共7小题，共28分。 1. 物理学家的科学研究极大地推动了人类文明的进程，下列说法中正确的是（　　） A. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象 B. 卡文迪许测出了静电力常量k的数值 C. 安培首次发现了电流周围存在磁场 D. 楞次引入“电场线”来形象地描述电场 2. 如图所示，下列四种物理情景中，能够产生感应电流的是（　　） A. 甲图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 B. 乙图中，保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中向下运动 C. 丙图中，线框在纸面内平行于通电导线水平向右移动 D. 丁图中，水平放置圆形线框直径的正上方有一水平通电直导线，电流逐渐减小 3. 小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 电子秤的示数大于 C. 电子秤的示数等于 D. 线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 4. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D. 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 5. 如图甲所示，面积为，匝数为150匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正，线圈与定值电阻R相连。下列说法正确的是（ ） A. 时，穿过线圈的磁通量为30Wb B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 0~5s内，线圈都有扩张的趋势 D. 0~5s内，b点电势均比a点电势高 6. 如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区(磁场宽度大于bc间距)，然后出来，若取逆时针方向为感应电流的正方向，那么下图中正确地表示回路中感应电流随时间变化关系的图像是(　　) A. B. C. D. 7. 如图甲所示，为一台小型发电机示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则（　　） A. 理想电压表的示数U=6V B. 线圈转动的角速度 C. 转动过程中穿过线圈的最大磁通量 D. 通过灯泡电流的瞬时表达式为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一列简谐横波沿轴正成向传播，时刻波刚传播到的质点，波形图如图所示，已知的质点连续两次位于平衡位置的时间间隔为0.2s，下列说法正确的是（　　） A. 时质点位于波峰 B. 时质点第一次到达波峰 C. 内，质点通过路程为 D. 此列波的传播速度是 9. 图1所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝．AB间加上如图2所示的正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q．已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆．则下列判断中正确的是 A. 开始时，安培表示数为A B. 开始时，流过R的交流电频率25Hz C. 保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大 D. 保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大 10. 如图所示，abcd是一质量为m的“U”形均匀金属框架，其电阻可忽略不计，ef是一质量也为m、两端有光滑小环的均匀金属杆，将ef两端的小环套在框架顶端，刚好构成一个边长为L的正方形。PQ是水平匀强磁场的水平边界。将此正方形线框在与匀强磁场垂直的竖直平面内由静止释放（此时bc边距PQ为h），当bc刚越过PQ时刚好匀速运动，ab边刚好有一半进入磁场时，ef恰到达PQ位置。运动中框架不转动，小环与框架接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. ef刚越过PQ时加速度大小为g D. ef刚越过PQ时加速度大小为2g 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共12分。 11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 （1）该实验使用的科学方法是 。 A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法 （2）影响平行板电容器电容的因素有 。 A. 极板的材料 B. 两极板间距离和两极板的正对面积 C. 电容器储存的电荷量 （3）在实验中观察到的现象是 。 A. 将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B. 向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C. 将左极板右移，静电计指针的张角变小 12. 要描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作，已选用的器材有： 电池组（电动势4.5V，内阻约）； 电流表（量程为，内阻约）； 电压表（量程，内阻约）； 开关一个：导线若干。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填仪器前的字母）。 A 滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.3A） B. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流1A） （2）实验的电路图应选用下列的图______。 A. B. C. D. （3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在电动势为3V、内阻为的电源两端，如图2所示。每个小灯泡消耗的功率是______W。（保留三位有效数字） 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 一个直流电动机的内电阻，与的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈的面积为，共200匝，线圈的电阻为，线圈在的匀强磁场中绕以角速度匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，理想电压表的示数为，求 （1）线圈转动时产生的电动势的最大值； （2）通过电动机的电流的有效值； （3）电动机正常工作时的输出功率。 14. 如图所示，两根等间距且光滑的四分之一圆弧轨道，半径、间距，与水平轨道平滑连接，轨道电阻不计。在轨道顶端通过导线连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度也为L、质量、阻值的金属棒从轨道顶端ab处由静止开始下滑，到达圆弧轨道底端cd处时对轨道的压力大小为重力的2倍。金属棒与轨道始终接触良好，。求： （1）金属棒滑至cd处时的速度大小v； （2）金属棒滑至cd处时所受的安培力大小； （3）金属棒从ab处下滑到cd处的过程中流过金属棒横截面的电荷量q。 15. 如图所示，水平面内足够长的两光滑平行金属直导轨，左侧有电动势的直流电源、的电容器和的定值电阻组成的图示电路。右端和两半径的竖直面内光滑圆弧轨道在处平滑连接，与直导轨垂直，左侧空间存在竖直向上，大小为的匀强磁场。将质量为电阻为的金属棒静置在水平直导轨上，图中棒长和导轨间距均为，距足够远，金属导轨电阻不计。开始时，单刀双掷开关断开，闭合开关，使电容器完全充电；然后断开，同时接“1”，从静止开始加速运动直至速度稳定；当匀速运动到与距离为时（速度已经稳定），立即将接“2”，并择机释放另一静置于圆弧轨道最高点、质量为的绝缘棒，、恰好在处发生第1次弹性碰撞。已知之后与每次碰撞前均已静止，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，、始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度，求： （1）电容器完成充电时的电荷量； （2）稳定时的速度； （3）自发生第1次碰撞后到最终两棒都静止，金属棒的总位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $