精品解析：江西省赣州市会昌中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

江西省会昌中学2024-2025学第二学期期中考试 高二年级物理试卷 考试时间：75分钟 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题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 鸡蛋落到瓷砖上会摔碎，但是将鸡蛋从同样的高度落到海绵坐垫上，鸡蛋就不会摔碎。下列关于不会摔碎的原因分析正确的是（　　） A. 减小鸡蛋着地过程中所受冲量 B. 减小鸡蛋着地过程的动量变化量 C. 延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力 D. 增大鸡蛋对地面的压强，压强越大鸡蛋越不容易碎 2. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为 B. 该小球在内的位移为0，路程为25cm C. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少 D. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少 3. 关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（　　） A. 图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极 C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U 4. 如图所示，水平光滑金属导轨MN和PQ的左端接有内阻不计、电动势为E的电源，质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab，用无摩擦的金属环套在导轨上，ab与PQ的夹角为θ，垂直纸面的匀强磁场磁感应强度为B。若导轨与连接线电阻不计，接通电源瞬间，金属棒受到的安培力及加速度的大小分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了减少动量的变化 B. 图乙中，描述的是多普勒效应，A观察者接收到波的频率大于B观察者接收到波的频率 C. 图丙中，使摆球A先摆动，则三个摆的振动周期不相等 D. 图丁中，光纤的外套的折射率小于内芯的折射率 6. 某同学用图甲电路探究自感现象对电流的影响，闭合开关后灯泡发光，过一会再断开开关，图乙为电流传感器采集的电流随时间变化的图像。已知乙图中单元格边长为0.4s和0.1A，线圈直流电阻与灯泡电阻相同，电流传感器内阻不计。则（　　） A. 开关闭合后灯泡缓慢变亮 B. 开关断开后灯泡闪一下然后逐渐熄灭 C. 开关断开后通过灯泡的电流方向向左 D. 开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2C 7. 如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，下列能表示导体棒中的感应电动势E与导体棒的位置x关系的图像是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器正下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片上的不同位置。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子均带正电荷 B. 加速电场的电场强度方向竖直向下 C. 三个带电粒子的比荷一定相同 D. 三个带电粒子的电荷量一定不相同，而质量一定相同 9. 如图甲所示，质量为m的均匀矩形闭合线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场上方由静止释放并开始计时，、分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界平行，线框平面与磁场方向垂直，下方磁场区域足够大，线框下落过程中速度v随时间t变化的规律如图乙所示．已知ab边的长度为L，线框的总电阻为R，重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A. ab边刚进入场时的速度大小为 B. 释放时，ab边到的距离为 C. 释放时，ab边到的距离为 D. ad边的长度为 10. 如图所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，从图示位置开始绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转动周期为6.28×10-2s，线圈的匝数为100匝、阻值为10Ω，面积为0.1m2．线圈的两端经集流环与阻值为90Ω的电阻R连接，与R并联的交流电压表为理想电表．（π取3.14），下列说法正确的是 A. 线圈在图示位置磁通量的变化率最大 B. 经过八分之一周期，通过电阻R的电荷量为 C. 电动势的有效值为200V D. 交流电压表的示数为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。 （1）如图所示，若要从图乙到图丙，下列操作能够完成的是（　　） A. 保持励磁电流不变，增大加速电压 B. 保持加速电压不变，增大励磁电流 C. 保持加速电压不变，减小励磁电流 D. 增大加速电压，同时减小励磁电流 （2）关于图乙情境电子环绕方向与励磁电流环绕方向关系下列说法正确的是（　　） A. 相同 B. 相反 C. 无关 12. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 13. 如图所示，水平放置的光滑金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d=0.5m，磁场的磁感应强度为B=0.1T，方向与导轨平面垂直，金属棒ab的质量为m=0.1kg，放在导轨上并且与导轨垂直，电源电动势为E=3V，定值电阻阻值为R=5Ω，其余部分电阻忽略不计，则当电键闭合瞬间，求； (1) 通过金属的电流的大小和方向； (2)金属棒ab所受的安培力大小和方向； 14. 如图所示，在光滑的水平面上，静止的物体B左侧固定一个轻弹簧，质量为m的物体A以速度沿水平方向正对着B向右运动，通过弹簧与质量为的物体B发生相互作用。求： （1）当物体A速度减为时，B物体的速度和弹簧对B的冲量的大小； （2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能； 15. 如图所示，在范围足够大的匀强磁场中倾斜放置两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，平行导轨的间距L＝1.0m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.2T。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m＝0.2kg，电阻均为R＝0.2Ω。若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10m/s2。求： （1）cd杆受到的安培力的大小； （2）通过金属杆的感应电流大小I； （3）作用在金属杆ab上拉力的功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省会昌中学2024-2025学第二学期期中考试 高二年级物理试卷 考试时间：75分钟 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题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 鸡蛋落到瓷砖上会摔碎，但是将鸡蛋从同样的高度落到海绵坐垫上，鸡蛋就不会摔碎。下列关于不会摔碎的原因分析正确的是（　　） A. 减小鸡蛋着地过程中所受冲量 B. 减小鸡蛋着地过程的动量变化量 C. 延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力 D. 增大鸡蛋对地面的压强，压强越大鸡蛋越不容易碎 【答案】C 【解析】 【详解】鸡蛋从同样的高度落下，到达地面和到达海绵坐垫前瞬间的速度相等，最后末速度均为0，所以着地过程的动量变化量相同，所受冲量相同，根据动量定理 由于鸡蛋落到海绵坐垫上，延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力，使得鸡蛋不会摔碎，压强越小鸡蛋越不容易碎。 故选C。 2. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为 B. 该小球在内的位移为0，路程为25cm C. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少 D. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，简谐运动的周期为，则角速度为 故小球位移随时间变化的关系式为 故A错误； B．由图可知，该小球在内的位移为5cm，路程为25cm，故B错误； C．由图可知，在内，小球的位移减小，动能增加，弹簧的弹性势能减少，故C正确； D．由图可知，在内，小球的位移增大，动能减小，弹簧的弹性势能增大，故D错误。 故选C。 3. 关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（　　） A. 图甲是速度选择器示意图，由图可以判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A极板是发电机的正极 C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大 D. 图丁是回旋加速器示意图，要使粒子飞出加速器时的动能增大，可仅增加电压U 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲是速度选择器示意图，根据 解得 可知，速度选择器无法判断出带电粒子的电性，不计重力的粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，故A错误； B．图乙是磁流体发电机结构示意图，由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，故A板是发电机的负极，B板是发电机的正极，故B错误； C．图丙是质谱仪结构示意图，带电粒子经质谱仪的加速电场后，有 在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有 联立可得 可知，r越小，比荷越大，即打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大，故C正确； D．图丁是回旋加速器示意图，根据 可得最大动能 可知，最大动能与加速电压U无关，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，水平光滑金属导轨MN和PQ的左端接有内阻不计、电动势为E的电源，质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab，用无摩擦的金属环套在导轨上，ab与PQ的夹角为θ，垂直纸面的匀强磁场磁感应强度为B。若导轨与连接线电阻不计，接通电源瞬间，金属棒受到的安培力及加速度的大小分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】根据左手定则可知，金属棒将受到垂直于棒的安培力，则 棒将沿导轨移动，故加速度方向沿水平方向，根据牛顿第二定律，加速度大小为 故选B。 5. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了减少动量的变化 B. 图乙中，描述的是多普勒效应，A观察者接收到波的频率大于B观察者接收到波的频率 C. 图丙中，使摆球A先摆动，则三个摆的振动周期不相等 D. 图丁中，光纤的外套的折射率小于内芯的折射率 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，根据动量定理可知体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了增加与地面接触的时间从而减小地面对运动员的作用力，故A错误； B．图乙中，描述的是多普勒效应，由图可知A观察者接收到波的频率小于B观察者接收到波的频率，故B错误； C．图丙中，使摆球A先摆动，其余三个摆均做受迫振动，可知三个摆的振动周期与驱动力的周期即摆球A的周期相等，故C错误； D．图丁中，根据光的全反射条件可知光纤的外套的折射率小于内芯的折射率，故D正确。 故选D。 6. 某同学用图甲电路探究自感现象对电流的影响，闭合开关后灯泡发光，过一会再断开开关，图乙为电流传感器采集的电流随时间变化的图像。已知乙图中单元格边长为0.4s和0.1A，线圈直流电阻与灯泡电阻相同，电流传感器内阻不计。则（　　） A. 开关闭合后灯泡缓慢变亮 B. 开关断开后灯泡闪一下然后逐渐熄灭 C. 开关断开后通过灯泡的电流方向向左 D. 开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2C 【答案】D 【解析】 【详解】A．虽然开关闭合后一段时间内，电感器会产生自感电动势阻碍通过其电流增大，但电感器和灯泡位于不同支路，所以对灯泡的电流无阻碍作用，开关闭合后灯泡立即变亮，故A错误； BC．由图甲可知，开关闭合且电路稳定时，通过电感器和灯泡的电流方向均向左，由图乙可知，开关断开瞬间，电感器产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时灯泡和电感器位于同一回路中，通过灯泡的电流方向将变为反向，即向右，但大小不变，所以灯泡不会闪亮，故BC错误； D．I-t图像与t轴所围面积表示电荷量，由题意可知图乙中每小格表示0.04C，t轴下方曲线与t轴所围格数约为5格，所以开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2C，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，下列能表示导体棒中的感应电动势E与导体棒的位置x关系的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当导体棒运动到图示位置时 其坐标值为x，切割磁感线的棒长 则感应电动势 根据数学知识可知，A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器正下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片上的不同位置。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子均带正电荷 B. 加速电场的电场强度方向竖直向下 C. 三个带电粒子的比荷一定相同 D. 三个带电粒子的电荷量一定不相同，而质量一定相同 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由左手定则，可知带电粒子均带正电荷，A正确； B．带电粒子均带正电荷，加速电场的电场强度方向竖直向下，带电粒子加速到，B正确； C．由 可知 三个带电粒子的比荷不一定相同，C错误； D．三个带电粒子的电荷量不一定相同，而质量也不一定相同，D错误。 故选AB。 9. 如图甲所示，质量为m的均匀矩形闭合线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场上方由静止释放并开始计时，、分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界平行，线框平面与磁场方向垂直，下方磁场区域足够大，线框下落过程中速度v随时间t变化的规律如图乙所示．已知ab边的长度为L，线框的总电阻为R，重力加速度大小为g，不计空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A. ab边刚进入场时的速度大小为 B. 释放时，ab边到的距离为 C. 释放时，ab边到的距离为 D. ad边的长度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．ab边刚进入场时做匀速运动，则 解得速度大小为 选项A错误； B．释放时，ab边到的距离为 选项B错误； C．释放时，ab边到的距离为 选项C正确； D．因ab边开始进入磁场到线圈全部进入磁场做匀速运动，则ad边的长度为 选项D正确。 故选CD。 10. 如图所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，从图示位置开始绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转动周期为6.28×10-2s，线圈的匝数为100匝、阻值为10Ω，面积为0.1m2．线圈的两端经集流环与阻值为90Ω的电阻R连接，与R并联的交流电压表为理想电表．（π取3.14），下列说法正确的是 A. 线圈在图示位置磁通量的变化率最大 B. 经过八分之一周期，通过电阻R的电荷量为 C. 电动势的有效值为200V D. 交流电压表的示数为 【答案】ABD 【解析】 【详解】线圈在图示位置磁通量为零，但磁通量的变化率最大，选项A正确；经过八分之一周期，通过电阻R的电荷量为，选项B正确； ，电动势的最大值：；电动势的有效值E=，选项C错误；交流电压表的示数为，选项D正确；故选ABD. 点睛：解决本题时要知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω，以及知道峰值与有效值的关系．求热量要用电流的有效值，求电荷量要用电流的平均值，最好记住求解电量的表达式 ． 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。 （1）如图所示，若要从图乙到图丙，下列操作能够完成的是（　　） A. 保持励磁电流不变，增大加速电压 B. 保持加速电压不变，增大励磁电流 C. 保持加速电压不变，减小励磁电流 D. 增大加速电压，同时减小励磁电流 （2）关于图乙情境电子环绕方向与励磁电流环绕方向关系下列说法正确的是（　　） A. 相同 B. 相反 C. 无关 【答案】（1）B （2）A 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中加速，根据动能定理 电子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 解得 励磁电流决定B的值，则 A．保持励磁电流不变，增大加速电压，电子束径迹的半径变大，A错误； B．保持加速电压不变，增大励磁电流，电子束径迹的半径变小，B正确； C．保持加速电压不变，减小励磁电流，电子束径迹的半径变大，C错误； D．增大加速电压，同时减小励磁电流，电子束径迹的半径变大，D错误。 故选B。 【小问2详解】 若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则可知，产生的磁场方向向外，由左手定则可知，电子刚射入磁场时所受的洛伦兹力向上，电子运动的方向为逆时针方向；同理可得，励磁线圈通以顺时针方向的电流，则电子运动的方向为顺时针方向。 故选A。 12. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。 【答案】（1） ①. 5.980 ②. 偏大 （2） ①. ②. 不影响 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 ①[1]从图乙可知，摆球的直径为 ②[2]实验中，单摆的周期为 该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据 解得 可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。 【小问2详解】 [1]根据 解得 结合图像，可得 解得 [2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。 【小问3详解】 以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图 由牛顿第二定律得 在竖直方向，由平衡条件得 解得 单摆的周期公式 单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度 偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。 13. 如图所示，水平放置的光滑金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d=0.5m，磁场的磁感应强度为B=0.1T，方向与导轨平面垂直，金属棒ab的质量为m=0.1kg，放在导轨上并且与导轨垂直，电源电动势为E=3V，定值电阻阻值为R=5Ω，其余部分电阻忽略不计，则当电键闭合瞬间，求； (1) 通过金属的电流的大小和方向； (2)金属棒ab所受的安培力大小和方向； 【答案】（1）方向：a指向b（2）0.03N ,方向水平向左 【解析】 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得 方向：a指向b （2）FA=BId=0.03N方向水平向左 14. 如图所示，在光滑的水平面上，静止的物体B左侧固定一个轻弹簧，质量为m的物体A以速度沿水平方向正对着B向右运动，通过弹簧与质量为的物体B发生相互作用。求： （1）当物体A速度减为时，B物体的速度和弹簧对B的冲量的大小； （2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能； 【答案】（1）；；（2） 【解析】 【详解】（1）对于A、B及弹簧组成的系统，由于系统的合外力为零，所以系统的动量守恒。 取向右为正方向，由动量守恒定律得 可得 设弹簧对B的冲量为I，对物体B，由动量定理得 可得 （2）当A、B两个物体速度相等时弹簧的弹性势能最大，设两个物体的共同速度为。 取向右为正方向，由动量守恒定律得 可得 由机械能守恒定律得 联立解得 15. 如图所示，在范围足够大的匀强磁场中倾斜放置两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，平行导轨的间距L＝1.0m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.2T。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m＝0.2kg，电阻均为R＝0.2Ω。若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10m/s2。求： （1）cd杆受到的安培力的大小； （2）通过金属杆的感应电流大小I； （3）作用在金属杆ab上拉力的功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属杆静止在金属导轨上，所受安培力方向平行于导轨平面向上。则 解得 （2）又 解得 （3）金属杆所受安培力方向平行于导轨平面向下，匀速上滑，则 根据法拉第电磁感应定律，金属杆上产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆的电流 根据功率公式及上述各式得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $