内容正文:
2026年1月辽宁省普通高中期末考试试卷(十二)
高二物理
一、选择题(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.如图所示,质量为的闭合金属环用不可伸长的绝缘细线悬挂起来,金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中。从某时刻开始,磁感应强度开始减小,金属环始终保持静止,重力加速度为,则在磁感应强度减小的过程中,关于细线的拉力和环中感应电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.大于环的重力,沿顺时针方向
B.小于环的重力,沿顺时针方向
C.大于环的重力,沿逆时针方向
D.小于环的重力,沿逆时针方向
2.如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉,又名电磁灶,是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具,如图乙所示是电磁炉的工作示意图,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是( )
A.提高励磁线圈中电流变化的频率,可提高电磁炉的加热效果
B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的
C.利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热
D.电磁炉工作时,炉面板中将产生强大的涡流
3.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是( )
A.图甲中电流方向如图所示,则铁环中心点的磁场垂直纸面向外
B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上,北半球竖直向下
C.图丙中通过两金属圆环的磁通量
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动,线框中会产生感应电流
4.如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子,从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为( )
A. B. C. D.
5.如图为某交流电电流随时间变化的图像, 其有效值为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.a时刻线圈中的磁场能最小 B.b时刻电容器中的电场能最小
C.时间线圈中的磁场能增大 D.时间电容器中的电场能减小
7.如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律( )
A. B. C. D.
8.如图所示,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计),a、b是两个完全相同的灯泡.则下列说法中正确的是
A.开关S闭合后,b灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.开关S闭合后,a灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,两个灯泡亮度相同
D.电路接通稳定后,开关S断开时,a灯闪亮以下后逐渐熄灭
9.某同学用下图研究远距离输电,图中升压变压器和降压变压器均是理想变压器.若发电厂输出电压不变。当开关S由2改接为1时,通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变,则( )
A.电压表读数变大 B.电流表读数变大
C.用户得到的功率减小 D.输电线损失的功率减小
10.如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,使磁感线水平向右垂直穿过铜盘,铜盘安装在水平的铜轴上,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触,G为灵敏电流表,内阻为R,铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动,则下列说法中正确的是( )
A.电流表中的电流方向为由b到a
B.C点电势高于D点电势
C.流过灵敏电流表的电流大小为
D.若铜盘不转动,使所加磁场磁感应强度均匀增大,在铜盘中可以产生涡旋电流
二、实验题:本大题共2小题,共计14分
11.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。
(1)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.演绎法 D.理想实验法
(2)某次实验中得到实验数据如下表所示,表中、分别为原、副线圈的匝数,分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析,你的结论是:在误差允许的范围内, 。
实验次数
/匝
/匝
1
1400
400
12.1
3.42
2
800
400
12.0
5.95
3
200
100
11.9
5.92
(3)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢?发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律,分析下列可能的原因,你认为正确的是_____。
A.原、副线圈的电压不同步
B.变压器线圈中有电流通过时会发热
C.铁芯在交变磁场的作用下会发热
D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
12.某物理课外实验小组为了测量某未知小阻值电阻Rx的阻值,制定了三种测量方案。
(1)方案一:用欧姆表测电阻
a.在进行正确机械调零后,将欧姆挡的选择开关拨至×1挡,先将红、黑表笔短接,让指针指在 (选填“左侧”或“右侧”)零刻度线上。
b.欧姆表指针如图甲所示,可得未知电阻的阻值约为 Ω。
(2)方案二:用伏安法测电阻
设计了如图乙所示的实验电路,电压表的示数为2.8V,电流表的示数为80mA,则由此可得未知电阻的阻值为 Ω。为了减小实验中的测量误差,应该尽量选用内阻值较大的 (选填“电压表”或“电流表”)。
(3)方案三:用替代法测电阻
a.如图丙所示,将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关和,调节电阻箱R,使电流表示数为,读出电阻箱的示数,其中为保护电阻,阻值未知;
b.开关闭合,断开开关,调节电阻箱R,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数;
c.则可得出电阻= Ω
d.实验中电流表不是理想电流表,其内阻对电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
三、计算题:本大题共3小题,共计40分
13.如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为T,电路中电表为理想电表.当线圈以角速度为10π rad/s绕垂直磁场的轴匀速转动时,求:
(1)线圈转动产生的电动势的最大值;
(2)电路中交流电流表的示数;
(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
14.如图所示,在一电容为C的平行板电容器MS、NT之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度为B,极板MS、NT分别带+Q、−Q的电荷量,板间距为L,现有一电量为−q的带负电液滴在极板间的竖直面内做速率为v的匀速圆周运动,其圆心O到两极板的距离相等,已知重力加速度为g,极板MS、NT足够长。求:
(1)液滴的质量为多少?液滴是顺时针还是逆时针运动?
(2)液滴匀速圆周运动的轨迹半径;
(3)若在液滴运动至圆轨迹的最低点时,撤去磁场,同时将电容器所带的电荷量加倍,假设极板足够长,求液滴从撤去磁场到打在极板上所需的时间。
15.如图所示,光滑的平行金属导轨固定在水平面内,间距。匀强磁场区域宽度,,金属棒质量,阻值以的初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计。
(1)求金属棒刚进入磁场时棒两端的电压;
(2)求金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒中产生的热量;
(3)通过计算判断金属棒能否再次穿过磁场区域,若不能,求出金属棒到磁场右边界的距离。
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2026年1月辽宁省普通高中期末考试试卷(十二)
高二物理
一、选择题(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.如图所示,质量为的闭合金属环用不可伸长的绝缘细线悬挂起来,金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中。从某时刻开始,磁感应强度开始减小,金属环始终保持静止,重力加速度为,则在磁感应强度减小的过程中,关于细线的拉力和环中感应电流的方向,下列说法中正确的是( )
A.大于环的重力,沿顺时针方向
B.小于环的重力,沿顺时针方向
C.大于环的重力,沿逆时针方向
D.小于环的重力,沿逆时针方向
【答案】A
【详解】磁感应强度减小,穿过金属环的磁通量减小,由楞次定律和安培定则可知,感应电流的方向为顺时针方向,再由左手定则可得,金属环所受安培力的方向竖直向下,金属环始终保持静止,则细线的拉力
故选A。
2.如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉,又名电磁灶,是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具,如图乙所示是电磁炉的工作示意图,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是( )
A.提高励磁线圈中电流变化的频率,可提高电磁炉的加热效果
B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的
C.利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热
D.电磁炉工作时,炉面板中将产生强大的涡流
【答案】A
【知识点】电磁灶的结构和原理
【详解】A.提高励磁线圈中电流变化的频率,可以提高产生交变磁场变化的频率,从而提高穿过炊具底面磁通量的变化率,进而增大涡流,提高电磁炉的加热效果,故A正确;
B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的,故B错误;
C.陶瓷是绝缘体,无法形成涡流,所以利用陶瓷材料制成的炊具无法在电磁炉上正常加热,故C错误;
D.电磁炉工作时,炊具底面将产生强大的涡流,故D错误。
故选A。
3.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是( )
A.图甲中电流方向如图所示,则铁环中心点的磁场垂直纸面向外
B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上,北半球竖直向下
C.图丙中通过两金属圆环的磁通量
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动,线框中会产生感应电流
【答案】B
【知识点】探究感应电流产生的条件、环形电流和通电螺线管周围的磁场、磁通量的定义(式)、地磁场及其磁感线分布
【详解】A.图甲中电流方向如图所示,根据安培定则可知,两侧线圈在点产生的磁场方向向下,A错误;
B.地磁场中在南半球有竖直向上的分量,在北半球有竖直向下的分量,B正确;
C.图丙中,通过两金属圆环有磁铁外部向下的磁感线,也有磁铁内部向上的磁感线,且磁铁内部通过圆环的磁感线较多,所以通过两金属圆环的磁通量,C错误;
D.图丁中与通电导线(无限长)在同一平面内的金属线框沿直导线方向运动,线框中磁通量不变,不会产生感应电流,D错误。
故选B。
4.如图所示,质量为m、电荷量为q的粒子,从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】质谱仪
【详解】粒子飘入电势差为U的加速电场,有
粒子进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有
联立,解得
故选D。
5.如图为某交流电电流随时间变化的图像, 其有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】有效值的定义、一般交流电的有效值
【详解】由图可知,根据电流的热效应,可得
代入数据解得
故选A。
6.如图所示,图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.a时刻线圈中的磁场能最小 B.b时刻电容器中的电场能最小
C.时间线圈中的磁场能增大 D.时间电容器中的电场能减小
【答案】C
【知识点】振荡回路
【详解】A.在a时刻线圈中电流最大,电容器放电结束,磁场能最大,故A错误;
B.从a到b,正向电流减小,则磁场能减小,电容器反向充电,b时刻电容器中的电场能最大,故B错误;
C.从b到c,电容器反向放电,电流变大,则磁场能增大,故C正确;
D.从c到d,电容器充电,磁场能减小,电场能增大,故D错误。
故选C。
7.如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形闭合导线框abc的ab边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】描绘线框进出磁场区域的I-t图像
【详解】根据感应电动势大小
而导体棒有效长度L等于导体进入磁场过程中与磁场边界相交线的长度,因此进入磁场过程中,感应电动势逐渐减小,从而感应电流逐渐减小;离开磁场时,感应电动势也逐渐减小,从而感应电流也逐渐减小。再根据右手定则,进入磁场过程中感应电流为逆时针方向,离开磁场过程中,感应电流为顺时针方向。
故选D。
8.如图所示,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计),a、b是两个完全相同的灯泡.则下列说法中正确的是
A.开关S闭合后,b灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.开关S闭合后,a灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,两个灯泡亮度相同
D.电路接通稳定后,开关S断开时,a灯闪亮以下后逐渐熄灭
【答案】BD
【知识点】判断灯泡是否闪亮
【详解】S闭合瞬间,但由于线圈的电流增加,导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加,所以两灯同时亮,当电流稳定时,由于电阻可忽略不计,所以a被短路而熄灭,b变亮,故AC错误;B正确;电路接通稳定后,开关S断开时,b立即熄灭,但由于线圈的电流减小,导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小,所以a亮一下再慢慢熄灭.故D正确.
9.某同学用下图研究远距离输电,图中升压变压器和降压变压器均是理想变压器.若发电厂输出电压不变。当开关S由2改接为1时,通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变,则( )
A.电压表读数变大 B.电流表读数变大
C.用户得到的功率减小 D.输电线损失的功率减小
【答案】AD
【知识点】用户端功率改变判断输电线路中物理量变化
【详解】BD.当开关S由2改接为1时,可知升压变压器副线圈匝数增加,根据
可知升压变压器副线圈输出电压增大,通过调节变阻箱阻值使发电厂输出功率也不变,则有
可知升压变压器副线圈输出电流减小,则电流表读数变小,通过的电流减小,则输电线损失的功率减小,故B错误,D正确;
AC.根据
可知降压变压器原线圈的输入电压变大,根据
可知降压变压器副线圈输出电压增大,则电压表读数变大;根据
由于发电厂输出功率不变,损失消耗功率减小,则用户得到的功率增大,故A正确,C错误。
故选AD。
10.如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,使磁感线水平向右垂直穿过铜盘,铜盘安装在水平的铜轴上,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触,G为灵敏电流表,内阻为R,铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动,则下列说法中正确的是( )
A.电流表中的电流方向为由b到a
B.C点电势高于D点电势
C.流过灵敏电流表的电流大小为
D.若铜盘不转动,使所加磁场磁感应强度均匀增大,在铜盘中可以产生涡旋电流
【答案】ACD
【知识点】导体棒转动切割磁感线
【详解】AB.根据右手定则,电流表中的电流方向为由b到a,盘边缘为电源正极,中心为负极,C点电势低于D点电势,故A正确,B错误;
C.回路中的感应电动势为
流过灵敏电流表的电流大小为
故C正确;
D.若铜盘不转动,使所加磁场强度均匀增大,在铜盘中产生感生环形电场,使铜盘中的自由电荷在电场力作用下定向移动,在铜盘中形成涡旋电流,故D正确。
故选ACD。
二、实验题:本大题共2小题,共计14分
11.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。
(1)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.演绎法 D.理想实验法
(2)某次实验中得到实验数据如下表所示,表中、分别为原、副线圈的匝数,分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析,你的结论是:在误差允许的范围内, 。
实验次数
/匝
/匝
1
1400
400
12.1
3.42
2
800
400
12.0
5.95
3
200
100
11.9
5.92
(3)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢?发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律,分析下列可能的原因,你认为正确的是_____。
A.原、副线圈的电压不同步
B.变压器线圈中有电流通过时会发热
C.铁芯在交变磁场的作用下会发热
D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
【答案】(1)A
(2)原、副线圈的电压比与匝数比相等,即
(3)BCD
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系、理想变压器两端电压与匝数的关系
【详解】(1)当一个物理量与多个物理量相关时,应采用控制变量法,探究该物理量与某一个量的关系,如本实验中,保持原线圈输入的电压一定,探究副线圈输出的电压与和匝数、的关系。
故选A。
(2)通过分析表中数据可得结论,在误差允许的范围内,原副线圈的电压比与匝数比相等,即。
(3)变压器并非理想变压器,能量损失主要来源于三个方面,分别是BCD项中的绕制线圈的铜导线发热损耗(俗称铜损)、铁芯中的涡流发热损耗(俗称铁损)、铁芯对磁场的约束不严密损耗(俗称磁损)。
故选BCD。
12.某物理课外实验小组为了测量某未知小阻值电阻Rx的阻值,制定了三种测量方案。
(1)方案一:用欧姆表测电阻
a.在进行正确机械调零后,将欧姆挡的选择开关拨至×1挡,先将红、黑表笔短接,让指针指在 (选填“左侧”或“右侧”)零刻度线上。
b.欧姆表指针如图甲所示,可得未知电阻的阻值约为 Ω。
(2)方案二:用伏安法测电阻
设计了如图乙所示的实验电路,电压表的示数为2.8V,电流表的示数为80mA,则由此可得未知电阻的阻值为 Ω。为了减小实验中的测量误差,应该尽量选用内阻值较大的 (选填“电压表”或“电流表”)。
(3)方案三:用替代法测电阻
a.如图丙所示,将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关和,调节电阻箱R,使电流表示数为,读出电阻箱的示数,其中为保护电阻,阻值未知;
b.开关闭合,断开开关,调节电阻箱R,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数;
c.则可得出电阻= Ω
d.实验中电流表不是理想电流表,其内阻对电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
【答案】(1) 右侧 36
(2) 35 电压表
(3) 34 无
【知识点】用电阻箱替代电阻测量阻值、用多用电表测量电学中的物理量、伏安法测量未知电阻
【详解】(1)[1]欧姆调零时,需将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器让电流表满偏,即让指针指在右侧零刻度线上;
[2]图甲可知,未知电阻阻值
(2)[1]由欧姆定律得
[2]这里的误差主要来源于电压表的分流,所以为了减小电压表的分流影响,应该尽量选用内阻值较大的电压表;
(3)[1]由于两次的电流相同,故两次的总电阻也相同,即
代入题中数据得
[2]若考虑电表影响,由于两次电流相同,所以两次的总电阻还是相同,则有
整理得
故实验中电流表不是理想电流表,其内阻对电阻的测量值不影响。
三、计算题:本大题共3小题,共计40分
13.如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为T,电路中电表为理想电表.当线圈以角速度为10π rad/s绕垂直磁场的轴匀速转动时,求:
(1)线圈转动产生的电动势的最大值;
(2)电路中交流电流表的示数;
(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
【答案】(1)50V;(2)3.54A;(3)0.16C。
【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、正弦式交流电的电动势和电流有效值、交变电流的峰值
【详解】(1)根据:
可知线圈转动产生的电动势的最大值为:
(2)电路中感应电动势的有效值为:
所以回路中的电流即电流表示数为:
(3)线圈从图示位置转过90°的过程中,根据:
可得:
代入数据解得:q=0.16C。
14.如图所示,在一电容为C的平行板电容器MS、NT之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度为B,极板MS、NT分别带+Q、−Q的电荷量,板间距为L,现有一电量为−q的带负电液滴在极板间的竖直面内做速率为v的匀速圆周运动,其圆心O到两极板的距离相等,已知重力加速度为g,极板MS、NT足够长。求:
(1)液滴的质量为多少?液滴是顺时针还是逆时针运动?
(2)液滴匀速圆周运动的轨迹半径;
(3)若在液滴运动至圆轨迹的最低点时,撤去磁场,同时将电容器所带的电荷量加倍,假设极板足够长,求液滴从撤去磁场到打在极板上所需的时间。
【答案】(1),逆时针运动
(2)
(3)
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的一般运动、带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动
【详解】(1)液滴在极板间的竖直面内做速率为v的匀速圆周运动,重力与电场力平衡,则有
根据电容的定义式有
解得
液滴带负电,磁场方向垂直于纸面向外,根据左手定则可知,液滴是逆时针运动。
(2)液滴做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
结合上述解得
(3)液滴电量加倍,根据牛顿第二定律有
结合上述解得
撤去磁场后,液滴做类平抛运动,则有
结合上述解得
15.如图所示,光滑的平行金属导轨固定在水平面内,间距。匀强磁场区域宽度,,金属棒质量,阻值以的初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量,阻值的原来静置在导轨上的金属棒发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计。
(1)求金属棒刚进入磁场时棒两端的电压;
(2)求金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒中产生的热量;
(3)通过计算判断金属棒能否再次穿过磁场区域,若不能,求出金属棒到磁场右边界的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)不能再次穿过磁场区域,
【知识点】无外力作用下,水平导轨上的单杆模型
【详解】(1)金属棒a刚进入磁场时电动势为
回路中的电流为
此时金属棒a两端的电压为
联立解得
(2)金属棒第一次穿过磁场区域的过程中,对金属棒根据动量定理可得
又
联立解得
金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,根据能量守恒可得整个回路产生的热量为
则金属棒中产生的热量为
(3)两金属棒碰撞过程,以向右为正方向,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得碰撞后金属棒a的速度为
设金属棒不能再次穿过磁场区域,且金属棒a最终停在距磁场右边界x处,则从反弹进入磁场到停下来的过程,根据动量定理可得
又
联立解得
假设成立。
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