精品解析：河北省保定市曲阳县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

曲阳一中高二第一学期月考物理试题 2024.12 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本试卷命题范围：必修第三册，选择性必修第二册。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分，第8~10题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于电荷及电场强度的说法正确的是（　　） A. 电荷量很小的电荷就是元电荷 B. 匀强电场中电场强度处处相同，任何电荷在其中受力都相同 C. 相互作用的两个电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等 D. 电场中某点的电场强度方向即为试探电荷在该点的受力方向 2. 如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.6T，矩形线圈abcd的面积S=0.4m²，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边逆时针转过60°时，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为0.2Wb B. 此过程中磁通量的改变量为0.24Wb C. 线圈再绕ad边转过30°时，绕圈平面与磁感线垂直 D. 线圈再绕ad边转过30°时，穿过线圈的磁通量为0Wb 3. 如图所示电路中，变压器为理想变压器，电流表为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器，在原线圈两端加上正弦交流电压，则下列判断正确的是（ ） A. 仅将滑片向上移，电流表的示数减小 B. 仅将滑片向上移，消耗的功率减小 C. 仅将滑片向上移，电流表的示数减小 D. 仅将滑片向上移，消耗的功率减小 4. 如图所示，电压表的内阻为6kΩ，电压表的内阻为3kΩ，AB间电压U保持不变。当电键S闭合后，的示数变化是（　　） A. 示数变大 B. 示数变大 C. 示数均变小 D. 示数均变大 5. 串联电路在生活中的应用非常广泛，汽车中的各个电器设备，如车灯、音响、空调等，都是通过串联电路连接到车辆的电源上的。如图甲所示的纯电阻电路模型中，两个定值电阻。串联接在输出电压（的恒压电源上，图乙是定值电阻，的图线，则下列分析正确的是（　　） A. R₂的阻值为1kΩ B. R₁两端电压为4V C. R₂两端的电功率为1.6W D. 若用另一阻值为5kΩ的定值电阻并联在两端，则两端电压为19.2V 6. 如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　） A. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭 B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗 D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 7. 如图甲所示，两电阻不计的平行光滑导轨与水平面的夹角，导轨下端接一阻值的定值电阻。空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。导体棒的长度和导轨间距均为，导体棒电阻、质量。在导体棒上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图象如图乙所示，力F作用过程中导体棒的速度大小与时间的关系图象如图丙所示，已知重力加速度为，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的Fm=0.8N B. 图丙中的 C. 在到的时间内通过导体棒横截面的电荷量为12C D. 在到的时间内导体棒重力的冲量大小为4.8 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，当原线圈输入的交变电压，此时灯泡a和b电压相等。以后滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（　　） A. 此时两灯泡的相等电压是44V B. 副线圈中交变电流的频率为12.5Hz C. 当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡a两端的电压变小 D. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，流过滑动变阻器的电流变小 9. 电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，电子的运动轨迹如图所示。已知电子质量为m，电荷量为（e>0），加速电场的电压为，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子的重力，则下列说法正确的是（ ） A. 加速电场的左极板带正电 B. 偏转电场的上极板带负电 C. 电子进入偏转电场的初速度等于 D. 电子在偏转电场中沿电场方向的位移等于 10. 如图，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。一束电子以垂直于磁场边界的速度v从M点射入宽度为d的匀强磁场中，从N点穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 电子的比荷为 B. 电子的比荷为 C. 电子穿越磁场的时间为 D. 电子穿越磁场的时间为 二、填空题：本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上或按要求作答。 11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R。某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其中一些步骤如下： （1）用游标为50分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度___________mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径___________mm； （3）实验中电流表选择0～0.6A量程，某次电表示数如图丙所示，电流表示数为___________A。 12. （1）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示.若此时选择开关对准×10挡，则被测电阻的阻值为__________。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率更__________（填“高”或“低”）的挡位。 （2）为了测定一节旧干电池的电动势和内阻（内阻偏大），配备的器材有： A.电流表A（量程为0.6A） B.电压表V（量程为1V，内阻为1.2k） C.滑动变阻器R1（0～10，1A） D.电阻箱R2（0～9999.9） 某实验小组设计了如图所示的电路； ①实验中将量程为1V电压表量程扩大为2V，电阻箱R2的取值应为__________k； ②利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，利用UV-IA的图象如图所示；由图象可知，电源的电动势E=___________V，内阻r=___________。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取。求：（，）求： （1）该电荷的电性及电场强度E的大小 （2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小及方向。 14. 如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场．两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已知磁场的磁感应强度大小为，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计．求： （1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t； （2）匀强电场的电场强度E的大小． 15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN， 相距为L=0.5m，ef右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B的大小如图乙变化。开始时ab棒和cd棒锁定在导轨如图甲位置，ab棒与cd棒和ef平行，ab棒离水平面高度为h=0.2m，ab棒的质量为m1=0.2kg，有效电阻R1=0.05，cd棒的质量为m2=0.1kg，有效电阻为R2=0.15。（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻和空气阻力不计）。问： （1）若cd棒与ef之间的距离为L，则0~1s时间段通过cd棒的电流大小与方向； （2）若cd棒与ef之间的距离足够长且在1s末，仅解除对ab棒的锁定，求从解除锁定开始到停止过程中回路中ab棒产生的热量为多少； （3）若cd棒与ef之间的距离为L且在1s末，同时解除对ab棒和cd棒的锁定，稳定后ab棒和cd棒将以相同的速度做匀速直线运动。试求这一速度和ab棒、cd棒速度相同时，它们之间距离是多大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 曲阳一中高二第一学期月考物理试题 2024.12 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本试卷命题范围：必修第三册，选择性必修第二册。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分，第8~10题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于电荷及电场强度的说法正确的是（　　） A. 电荷量很小的电荷就是元电荷 B. 匀强电场中电场强度处处相同，任何电荷在其中受力都相同 C. 相互作用的两个电荷，不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等 D. 电场中某点的电场强度方向即为试探电荷在该点的受力方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．元电荷是最小的电荷量，故A错误； B．由公式 可见电荷在电场中受到的电场力大小还跟自身的电荷量有关，故B错误； C．两个点电荷之间的库仑力是一对相互作用力，则不论它们的电荷量是否相等，它们之间相互作用的库仑力大小一定相等，故C正确； D．物理学规定电场中某点的电场强度方向跟正试探电荷在该点的受力方向相同，故D错误。 故选C。 2. 如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.6T，矩形线圈abcd的面积S=0.4m²，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边逆时针转过60°时，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为0.2Wb B. 此过程中磁通量的改变量为0.24Wb C. 线圈再绕ad边转过30°时，绕圈平面与磁感线垂直 D. 线圈再绕ad边转过30°时，穿过线圈的磁通量为0Wb 【答案】D 【解析】 【详解】A．穿过线圈的磁通量为 故A错误； B．此过程中磁通量的改变量为 故B错误； C．线圈再绕ad边转过30°时，绕圈平面与磁感线平行，故C错误； D．线圈再绕ad边转过30°时，绕圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为0Wb，故D正确。 故选D。 3. 如图所示电路中，变压器为理想变压器，电流表为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器，在原线圈两端加上正弦交流电压，则下列判断正确的是（ ） A. 仅将滑片向上移，电流表的示数减小 B. 仅将滑片向上移，消耗的功率减小 C. 仅将滑片向上移，电流表的示数减小 D. 仅将滑片向上移，消耗的功率减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．仅将滑片向上移，副线圈接入电路的匝数增加，根据变压比可知，副线圈两端的电压增大，消耗的功率增大，电流表的示数增大，故AB错误； CD．仅将滑片向上移，中的电流不变，消耗的功率不变。中的电流减小，因此电流表的示数减小，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，电压表的内阻为6kΩ，电压表的内阻为3kΩ，AB间电压U保持不变。当电键S闭合后，的示数变化是（　　） A. 示数变大 B. 示数变大 C. 示数均变小 D. 示数均变大 【答案】B 【解析】 【详解】断开时，两电阻与两电压表并联，则的示数为，的示数为，当闭合时，相当于与并联，与并联，然后再串联，与的总电阻为 与并联后的总电阻为 则可知，电压之比为5：4，故示数为，示数为，故的示数减少，示数增大。故B正确，ACD错误。 故选B。 5. 串联电路在生活中的应用非常广泛，汽车中的各个电器设备，如车灯、音响、空调等，都是通过串联电路连接到车辆的电源上的。如图甲所示的纯电阻电路模型中，两个定值电阻。串联接在输出电压（的恒压电源上，图乙是定值电阻，的图线，则下列分析正确的是（　　） A. R₂的阻值为1kΩ B. R₁两端电压为4V C. R₂两端的电功率为1.6W D. 若用另一阻值为5kΩ的定值电阻并联在两端，则两端电压为19.2V 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知 故A错误； B．由图可知 根据串联电路特点，串联电阻分得电压跟阻值成正比，所以两端电压为，故B正确； C．由上分析知，两端电压为，两端的电功率为 故C错误； D．若用另一阻值为5kΩ的定值电阻并联在两端，并联电阻为 则两端电压为 故D错误。 故选B。 6. 如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　） A. 在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭 B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 C. 在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗 D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在电路甲中，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流的减小，则在电阻R和灯泡中重新组成回路，使得灯泡A将由原来的亮度慢慢熄灭，选项AB错误； CD．在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，则电路稳定时通过线圈L的电流大于通过灯泡的电流；断开S后，原来通过电阻R和灯泡A的电流立刻消失，而当电流减小时线圈L中产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈L相当于电源，在L、A和R中重新组成回路，由于该电流大于A灯原来的电流，则使得A灯将先变得更亮，然后逐渐变暗，选项C错误，D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，两电阻不计的平行光滑导轨与水平面的夹角，导轨下端接一阻值的定值电阻。空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。导体棒的长度和导轨间距均为，导体棒电阻、质量。在导体棒上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图象如图乙所示，力F作用过程中导体棒的速度大小与时间的关系图象如图丙所示，已知重力加速度为，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中的Fm=0.8N B. 图丙中的 C. 在到的时间内通过导体棒横截面的电荷量为12C D. 在到的时间内导体棒重力的冲量大小为4.8 【答案】C 【解析】 【详解】B．设导体棒的加速度为a，则t时刻导体棒的速度 导体棒产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有 对导体棒根据牛顿第二定律有 由图丙可得 由图乙可知时 代入数据解得 故B错误； A．由图乙可知当时 代入数据解得 Fm=0.6N 故A错误； C．在到时间内导体棒运动的位移为 通过导体棒横截面的电荷量为 故C正确； D．在到的时间内导体棒重力的冲量大小为 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4：1，当原线圈输入的交变电压，此时灯泡a和b电压相等。以后滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（　　） A. 此时两灯泡的相等电压是44V B. 副线圈中交变电流的频率为12.5Hz C. 当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡a两端的电压变小 D. 当滑动变阻器的滑片向上滑动时，流过滑动变阻器的电流变小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设灯泡a和b的额定电压均为U，则变压器原线圈两端的电压为，原线圈回路有 解得 故A正确； B．副线圈中交变电流的频率为 故B错误； CD．设副线圈总电阻为，原副线圈的匝数比为，则有 当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电阻减小，则原线圈电流增大，变压器的输入功率变大，灯泡a两端电压变大；当滑动变阻器的滑片向上滑动时，副线圈电阻增大，则原副线圈电流都增大，变压器原副线圈电压都增大，通过灯泡电流变大，则流过滑动变阻器电流变小，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，电子的运动轨迹如图所示。已知电子质量为m，电荷量为（e>0），加速电场的电压为，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子的重力，则下列说法正确的是（ ） A. 加速电场的左极板带正电 B. 偏转电场的上极板带负电 C. 电子进入偏转电场的初速度等于 D. 电子在偏转电场中沿电场方向的位移等于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为要加速的是电子，则加速电场的右极板带正电，选项A错误； B．电子在偏转电场中向下偏转，可知偏转电场得上极板带负电，选项B正确； C．电子在加速电场中 可得电子进入偏转电场的初速度等于 选项C正确； D．电子在偏转电场中做类平抛运动，则 解得沿电场方向的位移 选项D错误。 故选BC。 10. 如图，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。一束电子以垂直于磁场边界的速度v从M点射入宽度为d的匀强磁场中，从N点穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 电子的比荷为 B. 电子的比荷为 C. 电子穿越磁场的时间为 D. 电子穿越磁场的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据数学知识知 解得电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为 根据洛伦兹力提供向心力 解得电子的比荷为 故A错误，B正确； CD．根据数学知识知电子在磁场中运动的时间为，电子在磁场中做匀速圆周运动的周期 故电子穿越磁场的时间为 故C正确，D错误。 故选BC。 二、填空题：本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上或按要求作答。 11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R。某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，其中一些步骤如下： （1）用游标为50分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度___________mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径___________mm； （3）实验中电流表选择0～0.6A量程，某次电表示数如图丙所示，电流表示数为___________A。 【答案】 ①. 1.92 ②. 0.268 ③. 0.38 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 （2）[2]螺旋测微器读数为 （3）[3]电流表选择0～0.6A量程，分度值为0.02A，其读数为0.38A。 12. （1）当使用多用电表测量物理量时，多用电表表盘示数如图所示.若此时选择开关对准×10挡，则被测电阻的阻值为__________。若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大，则应该换用倍率更__________（填“高”或“低”）的挡位。 （2）为了测定一节旧干电池的电动势和内阻（内阻偏大），配备的器材有： A.电流表A（量程为0.6A） B.电压表V（量程为1V，内阻为1.2k） C.滑动变阻器R1（0～10，1A） D.电阻箱R2（0～9999.9） 某实验小组设计了如图所示的电路； ①实验中将量程为1V电压表量程扩大为2V，电阻箱R2的取值应为__________k； ②利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，利用UV-IA的图象如图所示；由图象可知，电源的电动势E=___________V，内阻r=___________。 【答案】 ①. 280Ω ②. 低 ③. 1.2 ④. 1.60 ⑤. 2.75 【解析】 【详解】（1）[1]欧姆表读数等于表盘读数乘以倍率，所以读数为28×10Ω=280Ω； [2]测电阻时指针偏转角度很大，说明倍率过高，应该换用倍率更低的挡位； （2）[3] 将量程为1V的电压表量程扩大为2V，由于其满偏电流不变，使其内阻增大为原来的两倍即可，串联电阻阻值等于电压表原内阻，故电阻箱R2的取值应为1.2kΩ； [4] UV-IA的图象与纵轴截距即为电源电动势的测量值，根据图像可读出E=1.60V； [5] UV-IA的图象斜率的绝对值表示电源内阻，则 即电源内阻为2.75Ω。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取。求：（，）求： （1）该电荷的电性及电场强度E的大小 （2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小及方向。 【答案】（1）带负电；；（2）v=12.5m/s，方向与竖直方向夹角为37°斜向下 【解析】 【详解】（1）由于小球静止时偏向左边，受电场力水平向左，所以该小球带负电；对小球，由平衡条件可得 qE=mgtanθ 解得电场强度E的大小为 （2）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为 由牛顿第二定律得 F=ma 由速度-时间公式得 v=at 代入数据解得 v=12.5m/s 方向与竖直方向夹角为37°斜向下； 14. 如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场．两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已知磁场的磁感应强度大小为，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计．求： （1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t； （2）匀强电场的电场强度E的大小． 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）粒子a进入磁场后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 由得R=2d 设粒子做圆周运动的周期为T 粒子a的运动轨迹如图所示，由几何关系可得粒子a做圆周运动对应的圆心角 则粒子a从P点出发到达Q点的时间 （2）粒子b做类平抛运动，设粒子b到达Q点所用的时间为 在x轴方向有 在y轴方向有 由牛顿第二定律知F=qE=ma 联立可得 15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN， 相距为L=0.5m，ef右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B的大小如图乙变化。开始时ab棒和cd棒锁定在导轨如图甲位置，ab棒与cd棒和ef平行，ab棒离水平面高度为h=0.2m，ab棒的质量为m1=0.2kg，有效电阻R1=0.05，cd棒的质量为m2=0.1kg，有效电阻为R2=0.15。（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻和空气阻力不计）。问： （1）若cd棒与ef之间的距离为L，则0~1s时间段通过cd棒的电流大小与方向； （2）若cd棒与ef之间的距离足够长且在1s末，仅解除对ab棒的锁定，求从解除锁定开始到停止过程中回路中ab棒产生的热量为多少； （3）若cd棒与ef之间的距离为L且在1s末，同时解除对ab棒和cd棒的锁定，稳定后ab棒和cd棒将以相同的速度做匀速直线运动。试求这一速度和ab棒、cd棒速度相同时，它们之间距离是多大。 【答案】（1）；；（2）Qab=0.1J；（3） 【解析】 【详解】（1）0~1s时间内由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，可得 由闭合电路欧姆定律，有 解得 根据楞次定律可知cd棒中电流由 。 （2）1s末后磁场不变，ab棒从高为h处滑下到停止，由能量守恒定律可知 m1gh=Q 解得 Q=0.4J 1s末后最终回路中ab棒产生的热量为 （3）1s末后磁场不变，ab棒从高为h处滑下到ef过程，由动能定理可知 解得 从ab棒刚到ef处至两棒达共同速度过程，由动量守恒定律得 解得 以ab棒为研究对象，研究ab从进入磁场到达到稳定的过程，由 解得 分析可知为这个过程中两棒相对靠近的距离，所以稳定时两棒之间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $