精品解析：河北省正定中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

河北正定中学高二上学期期末考试 物 理 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共7小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一个符合题目要求的） 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用 B. 随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大 C. 某种物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该物质每个分子的质量为 D. 向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 【答案】C 【解析】 【详解】A．给自行车打气越打越困难，主要是因为随着气体充入，车胎内气体压强增大，导致需要更大的力推动活塞。而非分子间相互排斥作用，因气体分子间距离较大，斥力可以忽略，故A错误； B．温度升高时，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，但只是运动速率较大的分子增多，并非所有分子的速率都增大，故B错误； C．根据定义，摩尔质量是1摩尔物质的质量，1摩尔包含 个分子，因此每个分子的质量为 ，故C正确； D．加热水时胡椒粉在水中翻滚，是水的对流引起的，并不是布朗运动，布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒因液体分子无规则碰撞而产生的无规则运动，需借助显微镜才能观察到，故D错误。 故选C。 2. 如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面， A、B、C为电场中的三个点。下列正确的（　　） A. A点电势比B点高 B. A点场强比B点小 C. 负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 D. B点和C点间的电势差是C点和A点间电势差的2倍 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．因为沿电场线方向电势逐渐降低，由图式可知，电势从B点到A点逐渐降低，所以A点电势比B点低，故A错误； B．因为电场线越紧密的地方电场强度越大，由于A点电场线比B点紧密，所以A点场强比B点大，故B错误； C．由图示可知，负电荷在B点的运动到A点的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大，故C正确； D．因为虚线表示等差等势面，所以B点和C点间的电势差和C点和A点间电势差相等，故D错误。 故选C。 3. 一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁芯与a不接触，a、b的轴线重合。螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图的电路。当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，则下面的说法中正确的是（　　） A. P应向下滑，N大于a的重力 B. P应向上滑，N小于a的重力 C. P应向上滑，N大于a的重力 D. P应向下滑，N小于a的重力 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据电路中电流的方向以及螺线管的绕向，根据右手螺旋定则可知螺线管的下端为S极，穿过圆环a的磁感线方向是竖直向上；根据题意要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，即可知感应电流产生的磁场是竖直向上的，根据楞次定律可知，螺线管产生的磁场在变弱，所以电路中的电流在变小，即电路中的电阻在变大，滑动变阻器的滑动触头在向上滑动，AD错误； BC．根据右手螺旋定则可知圆环a的上面为N极，螺线管的下方为S极，所以圆环会受到竖直向上的吸引力，故a对水平面的压力N将小于a的重力，B正确，C错误。 故选B。 4. 电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。若时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极位置如图甲所示，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 时线圈中磁通量为0，磁通量变化率最大 B. 时线圈中电流方向由P指向Q C. 过程，线圈中的平均感应电动势大小为 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，选项A错误； B．根据右手定则，时线圈中电流方向由Q指向P，选项B错误； C．过程，线圈中的平均感应电动势大小为 选项C正确； D．线圈中的电动势瞬时值表达式为 选项D错误。 故选C。 5. 如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的自感线圈，其直流电阻与定值电阻R阻值相等，电源内阻不计，下列判断中正确的是（　　） A. 闭合开关S后，灯泡A和B同时亮且亮度不变 B. 闭合开关S后，B先亮，A后亮，最终亮度相同 C. 断开开关S后，B闪亮一下后，A、B同时熄灭 D. 断开开关S后，流过灯泡A的电流方向与原来相反 【答案】B 【解析】 【详解】AB．闭合开关S后，B立刻亮，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，可知A后亮，最终稳定时，因为两支路的直流电阻相等，则两支路的电流最终相等，最终两灯亮度相同，选项A错误，B正确； CD．断开开关S后，灯泡B中的电流立刻消失，但是由于线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，则通过线圈的电流要与A、B、R重新组成新的回路，使得两灯慢慢熄灭，此过程中流过灯泡A的电流方向与原来相同，因原来两支路电流相等，则此过程中灯泡B不会出现闪亮现象，选项CD错误。 故选B。 6. 边长为l的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图像与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有 所以 故A错误，B正确； C．由平衡可知 故C错误； D．外力的功率为 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，当输入电压U=12V时，额定电压为3 V的灯泡L2正常发光，此时灯泡L1也刚好正常发光。下列说法正确的是（　　） A. L1的额定电压是3 V B. L1的额定电压是9 V C. L1 的额定功率是L2的3倍 D. L1的额定功率是L2的9倍 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设原线圈、副线圈电流为，匝数，设灯泡L1、灯泡L2电压分别为，题意易得，则有 代入题中数据，解得 故A正确，B错误； CD．设L1 、L2 的额定功率分别为 故 又因为均为3V，故可得 又因为 联立可得 整理可得 故CD错误。 故选A 。 二、多选题（共3小题，每小题6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. 如图所示，直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，比荷相同的两带电粒子沿AB方向从A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 从P点射出的粒子速度小 B. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大 C. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长 D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示。 由洛伦兹力提供向心力可得 可得 由于经过P点的轨道半径较小，且两带电粒子的比荷相同，则从P点射出的粒子速度小，故A正确； BCD．根据 ， 可知粒子在磁场中运动的周期为 可知两粒子在磁场中运动的周期相等，由图中几何关系可知，两粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角相等，则两粒子在磁场中运动的时间相等，故BC错误，D正确。 故选AD。 9. 如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ） A. 甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关 B. 乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，M侧带负电荷 D. 丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b有关 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设回旋加速器中的磁感应强度为B，半径为R，粒子的电荷量为q，质量为m，则带电粒子在回旋加速器中，根据洛伦兹力提供向心力有 可得，带电粒子的最大速度为 可知回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，则回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，故A正确； B．经过质谱仪的速度选择器区域的粒子速度v都相同，经过偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子轨道半径R相同，则根据洛伦兹力提供向心力有 可得 所以不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正确； C．根据左手定则可判断负电荷受到的洛伦兹力方向指向N侧，所以N侧带负电荷，故C错误； D．经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转，在前后两个侧面之间产生电场，当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定，故有 又流量为 联立可得，前后两个金属侧面的电压为 即前后两个金属侧面的电压与a、b无关，故D错误。 故选AB。 10. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出功率为100kW，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为4kW，要使额定电压为220V的用电器正常工作，不计变压器损耗，则下列判断正确的是（　　） A. ，用电器得到的交流电频率为50Hz B. 升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为和 C. 若用电器功率变大，则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 D. 若用电器功率变大，升压变压器的输出电压增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由输出电压表达式可知 用户得到的交流电频率为 A错误； B．升压变压器原线圈电流为 根据 输电电流为 升压变压器原、副线圈的匝数比为 升压变压器输出电压为 降压变压器原线圈电压为 降压变压器原、副线圈的匝数比为 B正确； CD．若用电器功率变大，则用户端电流变大，输电电流变大，损失功率占总功率的比为 可知，升压变压器输出电压与发电机输出电压和升压变压器匝数比有关，则U2不变，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 11. 某研究性学习小组用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有： A.电流表（量程，内阻约为） B.电流表（量程，内阻约为） C.电压表（量程，内阻约） D.电压表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围、额定电流） （1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用的电流表为________，电压表为________。（选填相应器材前的字母） （2）选用正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学根据记录的实验数据在图2中画出了图线。根据图线得到被测电池的电动势________V，内电阻________。（结果均保留三位有效数字）。 【答案】 ①. A ②. C ③. 1.50 ④. 1.14 【解析】 【详解】（1）[1][2]由于电源是一节干电池，电动势约为1.5V，所以选量程为0∼3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0∼0.6A的电流表，故电流表选A，电压表选C。 （2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律 即 所以图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，则 12. 传感器在科研、生产和生活中有着广泛的应用。 某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性。设计了如图甲所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最______（填“左”或“右”）端； （2）通过多次实验，得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图乙所示，某次实验时，图甲中的电压表、的示数分别为3.0V、4.2V，则热敏电阻所处环境的温度约为______℃； （3）该种保温式自动电饭锅，采用电磁开关控制加热电路，电磁开关可等效为定值电阻，通过电磁开关的电流小于某一值时加热电路的开关闭合。当锅内米饭温度低于60℃时，加热电路开始工作，则下列电路图可能是该电饭锅中电路的是______（选填“图丙”或“图丁”）。 【答案】（1）左 （2）30##31 （3）图丙 【解析】 【小问1详解】 为了保护负载，开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最左端。 【小问2详解】 根据串联电路规律有 解得 结合图乙可知，热敏电阻所处环境的温度约为（也可）。 【小问3详解】 由图乙可知，温度降低时增大，要想温度降低到一定值（即增大到一定值）时通过电磁开关的电流小于某一值加热电路的开关闭合，则必须使流过电磁开关的电流随着的增大而减小，图丙中，当增大时，热敏电阻所在回路总电阻增大，通过电磁开关的电流减小，满足要求；图丁中，当增大时，与电磁开关并联的总电阻增大，并联部分分得的电压也会增大，则通过电磁开关的电流增大，不满足要求。即该电饭锅中电路的是图丙。 13. 如图，从离子源产生质量为m，电量为q的离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，从磁场边界的N点射出。已知MN长为L，不计离子重力。求： （1）离子进入磁场的速度； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据动能定理 解得 （2）离子在磁场中，根据牛顿第二定律 其中 解得 14. 两平行光滑金属导轨水平放置，如图所示为俯视图，导轨右端接入电阻，导轨间距为，界线右侧有匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒在距离界线为处受恒力作用从静止开始向右运动，到达界线时恰好匀速运动，界线与间距也为d、已知导体棒与导轨始终垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。 （1）求导体棒匀速运动时的速度v的大小； （2）求导体棒在和间运动过程中电阻R产生的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）导体棒匀速运动时合力为零，所以 联立求得 （2）设导体棒从出发到匀速运动的过程安培力做功为，根据动能定理有 解得 电阻R产生的热量即为导体棒克服安培力做的功，即 15. 如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨，右端与电容器相连，在x=2d 处用长度可忽略的绝缘材料连接，紧靠连接点右侧垂直导轨放置一根不计电阻、质量为m的金属棒ab。在0≤x≤2d区域存在两个大小为B0、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足；在x>2d区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B1。边长为d的正方形导线框质量也为m，A1A2边和边的电阻均为R，静置在导轨上，位于x=0处。在外力作用下导线框沿x轴正方向以速度v0做匀速直线运动，当到达x=2d时撤去外力，导线框与金属棒ab发生弹性碰撞。不计其它电阻，不考虑电容器充电电流对原磁场的影响，电容器的储能公式。求： （1）当导线框边到达时所受安培力的大小； （2）整个过程中外力对导线框所做的功W； （3）电容器最终储存的能量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当导线框边到达时 所受安培力的大小 联立得 （2）导线框边在至区间运动过程中，只有边在切割，感应电动势的瞬时表达式 产生正弦交流电，等效于面积为S的线圈在匀强磁场中做匀速圆周运动。导线框边在至区间运动过程中，产生正弦交流电，感应电动势最大值为 则有效值 回路中产生的焦耳热 导线框边在至区间运动过程中，两边切割，感应电动势的瞬时表达式 同理，回路中产生的焦耳热 由功能关系可知，外力对导线框所做的功 （3）当到达瞬间撤去外力，导线框恰与金属棒ab发生弹性碰撞，设碰撞后瞬间导线框速度为，金属棒ab速度为，由动量守恒定律有 由能量守恒有 解得 碰撞后导线框边停在绝缘位置，金属棒ab与电容器构成回路，金属棒ab对电容器充电，当电容器电压 金属棒ab稳定后做匀速直线运动。对金属棒ab，由动量定理有 根据 解得 因此，电容器最终存储的能量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北正定中学高二上学期期末考试 物 理 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共7小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一个符合题目要求的） 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 给自行车打气越打越困难，主要是因为车胎内气体分子之间的相互排斥作用 B. 随着温度的升高，所有气体分子热运动的速率都增大 C. 某种物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该物质每个分子的质量为 D. 向一锅水中撒点胡椒粉，加热时发现水中胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 2. 如图所示的电场中，实线表示电场线，虚线表示等差等势面， A、B、C为电场中的三个点。下列正确的（　　） A. A点电势比B点高 B. A点场强比B点小 C. 负电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 D. B点和C点间的电势差是C点和A点间电势差的2倍 3. 一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁芯与a不接触，a、b的轴线重合。螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图的电路。当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，则下面的说法中正确的是（　　） A. P应向下滑，N大于a的重力 B. P应向上滑，N小于a的重力 C. P应向上滑，N大于a的重力 D. P应向下滑，N小于a的重力 4. 电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生交变电流。若时磁场方向恰与线圈平面垂直，磁极位置如图甲所示，磁极匀速转动，线圈中的电动势随时间变化的关系如图乙所示。将两磁极间的磁场近似视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 时线圈中磁通量为0，磁通量变化率最大 B. 时线圈中电流方向由P指向Q C. 过程，线圈中的平均感应电动势大小为 D. 线圈中的电动势瞬时值表达式为 5. 如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的自感线圈，其直流电阻与定值电阻R阻值相等，电源内阻不计，下列判断中正确的是（　　） A. 闭合开关S后，灯泡A和B同时亮且亮度不变 B. 闭合开关S后，B先亮，A后亮，最终亮度相同 C. 断开开关S后，B闪亮一下后，A、B同时熄灭 D. 断开开关S后，流过灯泡A的电流方向与原来相反 6. 边长为l的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图像与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，当输入电压U=12V时，额定电压为3 V的灯泡L2正常发光，此时灯泡L1也刚好正常发光。下列说法正确的是（　　） A. L1的额定电压是3 V B. L1的额定电压是9 V C. L1 的额定功率是L2的3倍 D. L1的额定功率是L2的9倍 二、多选题（共3小题，每小题6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. 如图所示，直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，比荷相同的两带电粒子沿AB方向从A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 从P点射出的粒子速度小 B. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大 C. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长 D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长 9. 如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ） A. 甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关 B. 乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，M侧带负电荷 D. 丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b有关 10. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出功率为100kW，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为4kW，要使额定电压为220V的用电器正常工作，不计变压器损耗，则下列判断正确的是（　　） A. ，用电器得到的交流电频率为50Hz B. 升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为和 C. 若用电器功率变大，则输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 D. 若用电器功率变大，升压变压器的输出电压增大 第Ⅱ卷（非选择题） 11. 某研究性学习小组用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有： A.电流表（量程，内阻约为） B.电流表（量程，内阻约为） C.电压表（量程，内阻约） D.电压表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（阻值范围、额定电流） （1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用的电流表为________，电压表为________。（选填相应器材前的字母） （2）选用正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学根据记录的实验数据在图2中画出了图线。根据图线得到被测电池的电动势________V，内电阻________。（结果均保留三位有效数字）。 12. 传感器在科研、生产和生活中有着广泛的应用。 某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性。设计了如图甲所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最______（填“左”或“右”）端； （2）通过多次实验，得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图乙所示，某次实验时，图甲中的电压表、的示数分别为3.0V、4.2V，则热敏电阻所处环境的温度约为______℃； （3）该种保温式自动电饭锅，采用电磁开关控制加热电路，电磁开关可等效为定值电阻，通过电磁开关的电流小于某一值时加热电路的开关闭合。当锅内米饭温度低于60℃时，加热电路开始工作，则下列电路图可能是该电饭锅中电路的是______（选填“图丙”或“图丁”）。 13. 如图，从离子源产生质量为m，电量为q的离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，从磁场边界的N点射出。已知MN长为L，不计离子重力。求： （1）离子进入磁场的速度； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 14. 两平行光滑金属导轨水平放置，如图所示为俯视图，导轨右端接入电阻，导轨间距为，界线右侧有匀强磁场，磁感应强度为。质量的导体棒在距离界线为处受恒力作用从静止开始向右运动，到达界线时恰好匀速运动，界线与间距也为d、已知导体棒与导轨始终垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。 （1）求导体棒匀速运动时的速度v的大小； （2）求导体棒在和间运动过程中电阻R产生的热量Q。 15. 如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨，右端与电容器相连，在x=2d 处用长度可忽略的绝缘材料连接，紧靠连接点右侧垂直导轨放置一根不计电阻、质量为m的金属棒ab。在0≤x≤2d区域存在两个大小为B0、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足；在x>2d区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B1。边长为d的正方形导线框质量也为m，A1A2边和边的电阻均为R，静置在导轨上，位于x=0处。在外力作用下导线框沿x轴正方向以速度v0做匀速直线运动，当到达x=2d时撤去外力，导线框与金属棒ab发生弹性碰撞。不计其它电阻，不考虑电容器充电电流对原磁场的影响，电容器的储能公式。求： （1）当导线框边到达时所受安培力的大小； （2）整个过程中外力对导线框所做的功W； （3）电容器最终储存的能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $