精品解析：四川省成都市嘉祥教育集团2024-2025学年高二下学期半期物理试卷

嘉祥教育集团2024-2025学年高二下学期质量监测试题 物理 注意事项： 1．全卷满分100分，考试时间75分钟。 2．在作答前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在试卷和答题卡规定的地方。考试结束，监考人员只将答题卡收回，试卷请考生自己妥善保存。 3．选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4．请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题均无效。 5．保持答题卡清洁，不得折叠、污染、破损等。 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列有关光的现象中，能说明光是横波的是（　　） A. 泊松亮斑 B. 阳光下的油膜呈现彩色 C. 光的偏振 D. 太阳光经过三棱镜呈现彩色 2. 如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A. 是入射光线 B. 是入射光线 C. 是入射光线 D. 表示两种介质的界面 3. 如图所示，在水平面边长的正方形区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。现有一长方形线框可绕轴在竖直面内转动，，线框与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 当时，穿过线框的磁通量为0Wb B. 当时，穿过线框的磁通量为1Wb C. 当时，穿过线框的磁通量为Wb D. 当时，穿过线框的磁通量为2Wb 4. 如图所示，一根细直导线位于竖直方向，通有恒定电流，它的右边有一个闭合线圈，导线和线圈处于同一平面内。线圈从图示位置开始做下面几种运动时，关于线圈中感应电流的判断错误的是（　　） A. 线圈沿图中轴方向平行加速移动，有感应电流 B. 线圈沿图中轴正方向平行移动，有顺时针方向的感应电流 C. 线圈以ab边为轴，cd边向纸里的方向转动90°角的过程，有感应电流 D. 线圈以ad边为轴，bc边向纸外的方向转动90°角的过程，有感应电流 5. 西电东送是纵横中国的能源“闪送”工程，这个送电工程横贯数千公里，必须走“高速公路”，这就得靠特高压输电工程。若在输电总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电（不考虑输电线的电容、电感带来的能量损失），下列说法正确的是（　　） A. 输电电流的有效值会变为原来的2倍 B. 输电线上损失的电压有效值变为原来的 C. 输电线上损失的功率变为原来的 D. 若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线，其传输距离将更远 6. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成θ角，质量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度（）沿细杆向上运动，经过一定的时间减速到零，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间为 C. 向上滑动的最大位移为 D. 小球受到杆的弹力最小值为mgcosθ 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。 7. 某风力发电机的原理如图所示，在图示位置时线圈ABCD所在平面与磁感线平行，线圈所处空间可视为匀强磁场，AB、CD边通过滑环分别与电刷E、F相连。则线圈ABCD转至图示位置时（　　） A. 穿过线圈的磁通量最小 B. 穿过线圈的磁通量的变化率最大 C. 流过电阻R的电流方向为右→左 D. AB边受到的安培力方向垂直线圈平面向下 8. 磁流体发电机是目前正在开发的一种发电机，其工作原理如图所示，等离子体高速垂直射入磁场中，a、b两板间会产生电势差。已知等离子体速率为v，匀强磁场的磁感应强度为B，a、b两板间距为d，发电机的内阻为r，电阻箱R和电流表A（内阻不计）与两板相连。下列说法正确的是（　　） A. 等离子体总体上带负电 B. 当R=r时R消耗的电功率最大 C. 稳定工作时ab两极板的电势差为 D. 稳定工作时电流表读数为 9. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中水平放置相距L=0.50m的平行金属导轨，导轨左右两端接电阻R1和R2，阻值均为0.4Ω，磁场的磁感应强度B=0.40T。现将长度为L=0.50m、电阻为r=0.20Ω的导体棒ac垂直放在导轨上，并对导体棒施加垂直于棒的水平外力F，使棒水平向右做匀速滑动，导轨的电阻忽略不计，不计一切摩擦。当棒ac以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动0.2s的过程中，下列说法正确的是（　　） A. ac棒中感应电动势的大小为0.80V B. 导体棒ac两端的电压Uac=0.80V C. 回路中流过R1的电荷量为0.4C D. 外力F做的功为0.32J 三、实验题：本题共2小题，共16分。 10. 某同学欲探究“影响感应电流方向的因素”，试验器材如图所示，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。现将灵敏电流计G、螺线管、开关、导线按如图所示的方式连接后闭合开关，请回答下列问题： （1）以下两种操作，能使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生的是_______。 A. 将条形磁铁静置于螺线管中 B. 将条形磁铁插入螺线管的过程中 （2）若将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，灵敏电流计G的指针将偏转__________（选填“向左”、“向右”或“不”）；若条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管接线柱的电势关系为___________（选填“>”、“<”或“=”）。 11. 用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验。 （1）用激光替代白炽灯作为光源，则除白炽灯外，光具座上还可以撤除的元件是单缝和______。 （2）实验观察到的单色光的双缝干涉图样（黑色部分表示亮纹）是 A. B. C. D. （3）实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数______mm；分划板的中心刻度线对准第7条亮条纹的中心时，手轮上的示数，则相邻亮条纹间的距离______mm（计算结果保留2位有效数字）。 （4）实验测得的光的波长______（请用题中的字母、、、、表示结果）。 四、解答题：本题共3小题，38分。解答题必须写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只有答案不得分。 12. 如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求： （1）从介质射向空气中的光线的最大入射角； （2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率的最大值？ 13. 是匀强磁场里的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个质量为、电荷量为的带负电粒子在点以的速度垂直于射入上方磁场，如图所示。今已知，，磁感应强度。今测得它第一次穿过金属片前、后在磁场中的轨道半径之比是，且在穿越金属板的过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，不计粒子重力。则： （1）该粒子第一次穿过金属片，动能减少了多少？ （2）该粒子第三次即将穿过金属片时距离点的距离是多少？（可能用到的数据，） 14. 如图所示，水平金属导轨、、、在、处通过绝缘光滑滑块（长度不计）相连并构成平行等距的轨道、，轨道间距。左侧光滑右侧粗糙，右侧轨道的动摩擦因素。间接定值电阻，之间接一恒流源，电流恒定为（方向如图所示）。在中存在竖直向上磁感应强度为的磁场。在左侧处垂直于轨道静止放置金属棒，其质量、电阻。某时刻起，对施加一恒力，当金属棒到达时已达最大速度，且运动过程中始终与轨道垂直，重力加速度，求： （1）区域的匀强磁场的磁感应强度大小； （2）金属棒从静止开始到达的时间； （3）在之间存在水平向左的磁场（当经过边时开始变化），金属棒通过时撤去外力，再运动进入右侧磁场区，通过区域后继续运动停下，求：金属棒从运动到静止产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 嘉祥教育集团2024-2025学年高二下学期质量监测试题 物理 注意事项： 1．全卷满分100分，考试时间75分钟。 2．在作答前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在试卷和答题卡规定的地方。考试结束，监考人员只将答题卡收回，试卷请考生自己妥善保存。 3．选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 4．请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题均无效。 5．保持答题卡清洁，不得折叠、污染、破损等。 一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列有关光的现象中，能说明光是横波的是（　　） A. 泊松亮斑 B. 阳光下的油膜呈现彩色 C. 光的偏振 D. 太阳光经过三棱镜呈现彩色 【答案】C 【解析】 【详解】A．泊松亮斑，是光的衍射现象，不能说明光是横波，A错误； B．阳光下的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，不能说明光是横波，B错误； C．光的偏振，能说明光是横波，C正确； D．太阳光经过三棱镜呈现彩色，是光的色散现象，不能说明光是横波，D错误。 故选C。 2. 如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是（　　） A. 是入射光线 B. 是入射光线 C. 是入射光线 D. 表示两种介质的界面 【答案】B 【解析】 【详解】由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，由图可知aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线，MN表示两种介质的界面。又因为折射光线与入射光线位于法线两侧，则aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线。 故选B。 3. 如图所示，在水平面边长的正方形区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。现有一长方形线框可绕轴在竖直面内转动，，线框与水平方向的夹角为。下列说法正确的是（　　） A. 当时，穿过线框的磁通量为0Wb B. 当时，穿过线框的磁通量为1Wb C. 当时，穿过线框的磁通量为Wb D. 当时，穿过线框的磁通量为2Wb 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于磁场仅仅分布在区域内，根据磁通量的定义可知，当时，穿过线框的磁通量为，故A错误； B．根据磁通量的定义可知，当时，线框在水面上的投影面积大于正方形的面积，则穿过线框的磁通量为，故B正确； C．根据磁通量的定义可知，当时，线框在水面上的投影面积等于正方形的面积，则穿过线框的磁通量为，故C错误； D．根据磁通量的定义可知，当时，线框平面与磁场方向平行，则穿过线框的磁通量为，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，一根细直导线位于竖直方向，通有恒定电流，它的右边有一个闭合线圈，导线和线圈处于同一平面内。线圈从图示位置开始做下面几种运动时，关于线圈中感应电流的判断错误的是（　　） A. 线圈沿图中轴方向平行加速移动，有感应电流 B. 线圈沿图中轴正方向平行移动，有顺时针方向的感应电流 C. 线圈以ab边为轴，cd边向纸里的方向转动90°角的过程，有感应电流 D. 线圈以ad边为轴，bc边向纸外的方向转动90°角的过程，有感应电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈沿图中轴方向平行加速移动，穿过线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电流，故A错误，满足题意要求； B．线圈沿图中轴正方向平行移动，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中有顺时针方向的感应电流，故B正确，不满足题意要求； C．线圈以ab边为轴，cd边向纸里的方向转动90°角的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故C正确，不满足题意要求； D．线圈以ad边为轴，bc边向纸外的方向转动90°角的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 5. 西电东送是纵横中国的能源“闪送”工程，这个送电工程横贯数千公里，必须走“高速公路”，这就得靠特高压输电工程。若在输电总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电（不考虑输电线的电容、电感带来的能量损失），下列说法正确的是（　　） A. 输电电流的有效值会变为原来的2倍 B. 输电线上损失的电压有效值变为原来的 C. 输电线上损失的功率变为原来的 D. 若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线，其传输距离将更远 【答案】D 【解析】 【详解】ABC. 根据 输电总功率不变，输电电压有效值变为原来的2倍，可知输电电流的有效值会变为原来的，根据 可知输电线上损失的电压有效值变为原来的，根据 可知输电线上损失的功率变为原来的，选项ABC错误； D. 根据 若输电线损失功率不变，输电电流变小，则使用相同材料、粗细的输电线，其传输距离将更远，选项D正确。 故选D。 6. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成θ角，质量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度（）沿细杆向上运动，经过一定的时间减速到零，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间为 C. 向上滑动的最大位移为 D. 小球受到杆的弹力最小值为mgcosθ 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球向上运动过程中，只受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误； BC．小球沿细杆方向只有重力沿杆向下的分力，所以小球的加速度大小为 根据运动学公式可得， 可得上滑时间为 向上滑动的最大位移为 故B错误，C正确； D．由于，则时刻小球所受洛伦兹力为 可知时刻小球受到杆的弹力大小为 方向垂直杆向下；随着小球速度的减小，洛伦兹力逐渐减小，小球受到杆的弹力减小，当洛伦兹力等于时，小球受到杆的弹力最小，为0；之后小球受到杆的弹力垂直杆向上，大小逐渐增大，故D错误。 故选C。 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。 7. 某风力发电机的原理如图所示，在图示位置时线圈ABCD所在平面与磁感线平行，线圈所处空间可视为匀强磁场，AB、CD边通过滑环分别与电刷E、F相连。则线圈ABCD转至图示位置时（　　） A. 穿过线圈的磁通量最小 B. 穿过线圈的磁通量的变化率最大 C. 流过电阻R的电流方向为右→左 D. AB边受到的安培力方向垂直线圈平面向下 【答案】AB 【解析】 【详解】A．此时穿过线圈的磁通量为零，而磁通量的变化率最大，故AB均正确； C．此时，电流方向为DCBAEFD，则流过电阻R的电流方向为左→右，故C错误； D．由左手定则，AB边受到的安培力方向垂直线圈平面向上，故D错误。 故选AB。 8. 磁流体发电机是目前正在开发的一种发电机，其工作原理如图所示，等离子体高速垂直射入磁场中，a、b两板间会产生电势差。已知等离子体速率为v，匀强磁场的磁感应强度为B，a、b两板间距为d，发电机的内阻为r，电阻箱R和电流表A（内阻不计）与两板相连。下列说法正确的是（　　） A. 等离子体总体上带负电 B. 当R=r时R消耗的电功率最大 C. 稳定工作时ab两极板的电势差为 D. 稳定工作时电流表读数为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．等离子体的正负粒子个数相等，则总体上不带电，选项A错误； B．当电源外电阻与内阻相等时电源输出功率最大，即当R=r时R消耗的电功率最大，选项B正确； CD．稳定工作时 电流表读数为 ab两极板的电势差为，选项C正确，D错误； 故选BC。 9. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中水平放置相距L=0.50m的平行金属导轨，导轨左右两端接电阻R1和R2，阻值均为0.4Ω，磁场的磁感应强度B=0.40T。现将长度为L=0.50m、电阻为r=0.20Ω的导体棒ac垂直放在导轨上，并对导体棒施加垂直于棒的水平外力F，使棒水平向右做匀速滑动，导轨的电阻忽略不计，不计一切摩擦。当棒ac以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动0.2s的过程中，下列说法正确的是（　　） A. ac棒中感应电动势的大小为0.80V B. 导体棒ac两端的电压Uac=0.80V C. 回路中流过R1的电荷量为0.4C D. 外力F做的功为0.32J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．ac棒中感应电动势的大小为，故A正确； B．ac棒相当于电源，则外电阻为 电路总电流为 则导体棒ac两端的电压，故B错误； C．回路中流过R1的电荷量为，故C错误； D．根据受力平衡可得外力F大小为 外力F做的功为，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共16分。 10. 某同学欲探究“影响感应电流方向的因素”，试验器材如图所示，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。现将灵敏电流计G、螺线管、开关、导线按如图所示的方式连接后闭合开关，请回答下列问题： （1）以下两种操作，能使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生的是_______。 A. 将条形磁铁静置于螺线管中 B. 将条形磁铁插入螺线管的过程中 （2）若将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，灵敏电流计G的指针将偏转__________（选填“向左”、“向右”或“不”）；若条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管接线柱的电势关系为___________（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】（1）B （2） ①. 向右 ②. > 【解析】 【小问1详解】 A．螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故A错误； B．螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管中磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B正确。 故选B。 【小问2详解】 [1]将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，螺线管中的磁场向下，磁通量增加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向右偏转； [2]条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管中磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，产生的感应电流为俯视逆时针方向，a点等效为电源正极，a点电势高于b点电势。 11. 用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验。 （1）用激光替代白炽灯作为光源，则除白炽灯外，光具座上还可以撤除的元件是单缝和______。 （2）实验观察到的单色光的双缝干涉图样（黑色部分表示亮纹）是 A. B. C. D. （3）实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数______mm；分划板的中心刻度线对准第7条亮条纹的中心时，手轮上的示数，则相邻亮条纹间的距离______mm（计算结果保留2位有效数字）。 （4）实验测得的光的波长______（请用题中的字母、、、、表示结果）。 【答案】（1）滤光片 （2）A （3） ①. 0.25 ②. 5.2 （4） 【解析】 【小问1详解】 用激光替代白炽灯作为光源，由于激光是频率单一的单色光，并具有良好的平行度，则除白炽灯外，光具座上还可以撤除的元件是单缝和滤光片。 【小问2详解】 干涉条纹应该是间隔均匀，亮度均匀的，且条纹和分划板上的刻度线平行。 故选A。 【小问3详解】 [1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知对准第1条时示数为 [2]分划板的中心刻度线对准第7条亮条纹的中心时，手轮上的示数 相邻亮条纹间的距离 【小问4详解】 根据， 联立可得实验测得的光的波长为 四、解答题：本题共3小题，38分。解答题必须写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只有答案不得分。 12. 如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求： （1）从介质射向空气中的光线的最大入射角； （2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率的最大值？ 【答案】（1） （2）2 【解析】 【小问1详解】 当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大，如图所示 由几何关系可得，最大入射角满足 可得最大入射角为 【小问2详解】 若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，则有 可得 可知透明介质的折射率的最大值为2。 13. 是匀强磁场里的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个质量为、电荷量为的带负电粒子在点以的速度垂直于射入上方磁场，如图所示。今已知，，磁感应强度。今测得它第一次穿过金属片前、后在磁场中的轨道半径之比是，且在穿越金属板的过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，不计粒子重力。则： （1）该粒子第一次穿过金属片，动能减少了多少？ （2）该粒子第三次即将穿过金属片时距离点的距离是多少？（可能用到的数据，） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据带电粒子第一次穿过金属片前、后在磁场中的轨道半径之比是，结合洛伦兹力提供向心力 可得 可知该粒子第一次穿过金属片前后速度之比为 可得该粒子第一次穿过金属片后的速度大小为 则该粒子第一次穿过金属片，动能的减少量为 代入数据解得 【小问2详解】 由于粒子穿越金属板的过程中粒子受到的阻力大小恒定，可得到粒子经过金属片两次后，速度大小满足 解得该粒子第二次穿过金属片后的速度大小为 结合粒子的速度与运动半径的关系，可得粒子从点进入磁场的运动半径为 由于 可知粒子第一次穿过金属片的位置为点；粒子第一次穿过金属片后的运动半径为 由于 可知粒子第二次穿过金属片的位置与点相距；粒子第二次穿过金属片后的运动半径为 则有 故该粒子第三次即将穿过金属片时距离点的距离为 14. 如图所示，水平金属导轨、、、在、处通过绝缘光滑滑块（长度不计）相连并构成平行等距的轨道、，轨道间距。左侧光滑右侧粗糙，右侧轨道的动摩擦因素。间接定值电阻，之间接一恒流源，电流恒定为（方向如图所示）。在中存在竖直向上磁感应强度为的磁场。在左侧处垂直于轨道静止放置金属棒，其质量、电阻。某时刻起，对施加一恒力，当金属棒到达时已达最大速度，且运动过程中始终与轨道垂直，重力加速度，求： （1）区域的匀强磁场的磁感应强度大小； （2）金属棒从静止开始到达的时间； （3）在之间存在水平向左的磁场（当经过边时开始变化），金属棒通过时撤去外力，再运动进入右侧磁场区，通过区域后继续运动停下，求：金属棒从运动到静止产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒滑行到之前已经达到最大速度，此时感应电动势为 感应电流为 根据平衡条件有 联立解得 【小问2详解】 金属棒从静止开始运动到的过程，以向右为正方向，根据动量定理可得 其中 联立解得 【小问3详解】 设金属棒从静止开始运动到的过程，回路产生的焦耳热为，金属棒产生的焦耳热为，由能量守恒可得 由焦耳定律可得 联立解得 金属棒由运动到的过程做匀速直线运动，此过程的时间为 设金属棒到达处的速度大小为，通过区域后继续运动停下所需的时间为，以向右为正方向，根据动能定理与动量定理可得， 解得， 金属棒在区域内运动过程，流过金属棒的电流保持不变，方向由到，根据左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向下；磁感应强度随时间均匀变化，根据，可知安培力大小随时间均匀变化。设金属棒在区域运动时间为，以向右为正方向，根据动量定理得 已知，则有 可得 联立解得 由焦耳定律可得金属棒由到最终停下的过程，产生的焦耳热为 则金属棒从运动到静止产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $