精品解析：天津市滨海新区北京师范大学天津生态城附属学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

北京师范大学天津生态城附属学校2024—2025学年度高二年级第二学期月考一模拟卷 物理试卷 注意事项： 1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间60分钟。 2、答I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上，只交答题卡，试卷学生带走，以备讲评。 第I卷（选择题，满分46分） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的是（ ） A. 机场、车站用来检查旅客行李包透视仪是利用X射线的穿透本领 B. 银行验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D. 手机通话使用的微波，波长比可见光短 2. 关于感应电流的产生及方向，下列描述正确的是（ ） A. 导体ab向右切割磁感线时，导体中将产生沿abcda方向的感应电流 B. 磁铁通过图示位置向下插时，导线中将产生沿ba方向的感应电流 C. 开关闭合，电路稳定后，G表示数恒定且不为零 D. 通有恒定电流的导线及闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈将产生abcda方向的感应电流 3. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，平行导轨间距为l，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。t=0时ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 导体棒中感应电流的方向为a→b C. t=0时导体棒两端的电压为Blv0 D. 电阻R消耗总电能为 4. 如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是（　　） A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C. 先放开左手，再放开右手后，总动量向右 D. 无论何时放手，只要两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 5. 点焊机内有一变压器可视为理想变压器，通过降低电压，获得大电流。大电流通过一根环状铜导线，使焊点产生局域高温，熔化焊接料而密接工件。若利用变压器将电压从220V降到10V，输出电流为20A，则该变压器（　　） A. 工作的基础是自感现象 B. 输入功率为200W C. 原、副线圈匝数比为 D. 输入电流为11A 6. 我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。如图是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，等效理想变压器的输入功率，输入电压，输电线上的电流，输电线的总电阻为R，输电线中的功率损失为输入功率的4%。则（　　） A. B. 变压器的原副线圈匝数比为 C. D. 若保持输入功率不变，提高输电电压，则与的差值增大 7. 如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨a、b充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为 I，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d，弹丸质量为m，弹丸在导轨上运动的最大距离为s，弹丸能加速的最大速度为v，不计摩擦，则下列判断正确的是（　　） A. 导轨间的磁场方向向上 B. 导轨间的磁场磁感应强度大小为 C. 弹丸克服安培力做功获得动能 D. 弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 8. 在同一光滑斜面上放同一导体棒，下图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则（　　） A. I1∶I2=cosθ：1 B I1∶I2=1∶1 C. 导体A所受安培力大小之比F1∶F2=sinθ∶cosθ D. 斜面对导体A的弹力大小之比N2∶N2=cos2θ∶1 9. 如图所示为电磁流量计（即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积）的原理图：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。图中磁场方向垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就稳定为U，则（　　） A. 电势a高b低 B. 电势b高a低 C. 流量 D. 流量 10. 一个匝数、面积的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如图所示（图线为正弦曲线）。下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流的电动势的有效值为100V B. 匀强磁场的磁感应强度为1T C. 时，穿过线圈的磁通量最大 D. 该交变电流电动势瞬时值的表达式为 11. 如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知，，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 电场方向为平行于左右边界向下 B. 电场方向为平行于左右边界向上 C. 则该粒子的比荷为 D. 则该粒子的比荷为 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 12. 某实验小组用如图所示装置来验证碰撞过程动量守恒定律。 （1）本实验必须满足的条件是（　　） A. 利用秒表测量小球在空中飞行的时间 B. 入射小球A每次从斜槽同一位置静止释放且斜槽末端水平 C. 斜槽轨道光滑 （2）现有两个半径相等而质量不等的小球可供选择，小明同学建议选择质量大的球作为入射小球A，这样做的理由是__________。 （3）若已知小球A质量是小球B质量的2倍，测得各落点到小球在斜槽末端白纸上的投影点的长度、、分别为、、，则当关系式_________（用、、表示）成立时，可证明两球碰撞过程动量守恒。 13. 八中物理兴趣小组测得某传感器的阻值随压力F变化的关系图像如图甲所示，并利用该压力传感器设计了图乙所示的苹果自动分拣装置。装置中托盘（托盘重力不计）置于压力传感器上，苹果经过托盘时对产生压力。初始状态衔铁水平，当两端电压时可激励放大电路使电磁铁工作，衔铁绕O转动并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态，实现按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。已知电源电动势，内阻不计，重力加速度取。 （1）质量小的苹果将通过______（填“上通道”或“下通道”）。 （2）要想选择出更重的苹果，需要把电阻的阻值调______（填“大”或“小”）。 （3）若要将质量大于等于300g和质量小于300g的苹果分拣开，应将的阻值调为______（保留3位有效数字）。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 14. 如图所示，质量为物块A静止放置在光滑水平面上，质量为的小球B用长为且不可伸长的轻绳悬挂于固定点O，将轻绳拉伸至水平位置后，由静止释放小球，小球恰好能在最低点与A发生弹性碰撞。A、B均可视为质点且始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度g取。求： （1）B运动到最低点与A碰撞后的瞬间，A速度的大小； （2）B与A碰撞后，B上摆的最大高度。 15. 如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置，其电阻不计，导轨间距，导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab，ab距导轨顶端，距导轨底端距离为（未知）。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0～2s内，导体棒在外力作用下保持静止；2s后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度，。求： （1）0～2s内通过导体棒的电流的大小和方向； （2）导体棒滑到底部前的最大速度； （3）导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻R上产生的焦耳热QR。 16. 如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第I象限和第IV象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场，在第IV象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍．圆形区域与x轴相切于Q点，Q到O点的距离为L，有一个带电粒子质量为m，电荷量为q，以垂直于x轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成60°角以速度v进入第I象限，又恰好垂直于x轴在Q点进入圆形区域磁场，射出圆形区域磁场后与x轴正向成30°角再次进入第I象限。不计重力。求： （1）第I象限内磁场磁感应强度B大小： （2）电场强度E的大小； （3）粒子在圆形区域磁场中的运动时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京师范大学天津生态城附属学校2024—2025学年度高二年级第二学期月考一模拟卷 物理试卷 注意事项： 1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间60分钟。 2、答I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上，只交答题卡，试卷学生带走，以备讲评。 第I卷（选择题，满分46分） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的是（ ） A. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领 B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应 D. 手机通话使用的微波，波长比可见光短 【答案】A 【解析】 【详解】A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故A正确； B．遥控器采用的是红外线不是紫外线，故B错误； C．微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故C错误； D．手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光，故D错误。 故选A。 2. 关于感应电流的产生及方向，下列描述正确的是（ ） A. 导体ab向右切割磁感线时，导体中将产生沿abcda方向的感应电流 B. 磁铁通过图示位置向下插时，导线中将产生沿ba方向的感应电流 C. 开关闭合，电路稳定后，G表示数恒定且不为零 D. 通有恒定电流的导线及闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈将产生abcda方向的感应电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．导体向右切割磁感线时，磁场的方向向下，由右手定则可知，导线中将产生沿方向的感应电流，A错误； B．磁铁通过图示位置向下插时，线圈内磁场的方向向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中产生向上的磁场，根据安培定则可知导线中将产生沿方向的感应电流，B正确； C．闭合电路稳定后线圈内的磁场不变，根据感应电流产生的条件可知，闭合回路中磁通量的变化量为0，电路中没有感应电流，所以表示数为零，C错误； D．通有恒定电流的长直导线和闭合线圈在同一竖直面内，线圈向上平移时，线圈中的磁通量保持不变，磁通量变化量为0，所以不产生感应电流，D错误。 故选B 3. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，平行导轨间距为l，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。t=0时ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 导体棒中感应电流的方向为a→b C. t=0时导体棒两端的电压为Blv0 D. 电阻R消耗的总电能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设磁感应强度为B，导轨的宽度为L，当导体棒向右的速度为v时，由楞次定律可知其所受安培力向左，导体棒做减速运动 根据牛顿第二定律可得 安培力 解得 导体棒运动过程中速度减小，则其加速度减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，故A错误； B．根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为b→a，故B错误； C．导体棒两端的电压为路端电压，，故C错误； D．整个过程中电路中消耗的总电能为，电阻R消耗的总电能为，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，若以两车及弹簧组成系统，则下列说法中正确的是（　　） A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零 B. 先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C. 先放开左手，再放开右手后，总动量向右 D. 无论何时放手，只要两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，A正确； BC．先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，BC错误； D．如果同时放开两手，系统动量守恒，总动量为零，如果不同时放手，两手放开后，系统合外力为零，动量守恒，总动量不为零，D正确。 故选AD。 5. 点焊机内有一变压器可视为理想变压器，通过降低电压，获得大电流。大电流通过一根环状铜导线，使焊点产生局域高温，熔化焊接料而密接工件。若利用变压器将电压从220V降到10V，输出电流为20A，则该变压器（　　） A. 工作的基础是自感现象 B. 输入功率为200W C. 原、副线圈匝数比为 D. 输入电流为11A 【答案】B 【解析】 【详解】A．该变压器工作主要是利用互感现象，A错误； B．理想变压器输出功率等于输入功率，该变压器输入功率 B正确； C．根据理想变压器电压与匝数比的关系，该变压器原副线圈的匝数比 C错误； D．根据功率公式，变压器输入电流为 D错误。 故选B。 6. 我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。如图是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，等效理想变压器的输入功率，输入电压，输电线上的电流，输电线的总电阻为R，输电线中的功率损失为输入功率的4%。则（　　） A. B. 变压器的原副线圈匝数比为 C. D. 若保持输入功率不变，提高输电电压，则与的差值增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电功率计算公式 代入数据解得 故A错误； C．根据电功率的计算公式 代入数据解得 故C错误； D．根据电功率的计算公式 保持输入功率不变，可知增大时，减小，故的差值减小，故D错误； B．根据原副线圈电压之比与线圈匝数的之比关系可知 故B正确。 故选B。 7. 如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨a、b充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为 I，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d，弹丸质量为m，弹丸在导轨上运动的最大距离为s，弹丸能加速的最大速度为v，不计摩擦，则下列判断正确的是（　　） A. 导轨间的磁场方向向上 B. 导轨间的磁场磁感应强度大小为 C. 弹丸克服安培力做功获得动能 D. 弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．弹丸在安培力作用下做加速运动，故安培力方向向右，根据左手定则得出导轨间的磁场方向向下，故A错误； B．根据加速过程动能定理得出 得出 故B正确； C．安培力做正功获得动能，故C错误； D．根据牛顿第二定律得出得出 故加速度恒定，故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 8. 在同一光滑斜面上放同一导体棒，下图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则（　　） A. I1∶I2=cosθ：1 B. I1∶I2=1∶1 C. 导体A所受安培力大小之比F1∶F2=sinθ∶cosθ D. 斜面对导体A的弹力大小之比N2∶N2=cos2θ∶1 【答案】AD 【解析】 【详解】两种情况下，导体棒受力如图所示，I1所受的安培力沿斜面向上，I2所受的安培力水平向右； I1所受的安培力沿斜面向上，如左图，根据共点力平衡得： F1=mgsinθ N1=mgcosθ I2所受的安培力水平向右，如右图，根据共点力的平衡得： F2=mgtanθ 又： F1=BI1L F2=BI2L 所以： 斜面对导体A的弹力大小之比 AD正确，BC错误。 故选AD。 9. 如图所示为电磁流量计（即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积）的原理图：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。图中磁场方向垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛伦兹力作用下偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就稳定为U，则（　　） A. 电势a高b低 B. 电势b高a低 C. 流量 D. 流量 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据左手定则可知，正电荷向下偏转，因此b侧电势高于a侧电势，A错误，B正确； CD．当达到平衡时 而 流量 联立解得 C正确，D错误。 故选BC。 10. 一个匝数、面积的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如图所示（图线为正弦曲线）。下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流的电动势的有效值为100V B. 匀强磁场的磁感应强度为1T C. 时，穿过线圈的磁通量最大 D. 该交变电流电动势瞬时值的表达式为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．结合图像，可知该交变电流的电动势的有效值 故A错误； B．图像可知交变电流周期 电动势最大值 代入题中数据，解得 故B正确； C．时，线圈电动势最大，可知线圈与中性面垂直，即线圈平行于磁场方向，故磁通量最小，故C错误； D．该交变电流电动势瞬时值的表达式为 故D正确。 故选BD 。 11. 如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知，，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 电场方向平行于左右边界向下 B. 电场方向为平行于左右边界向上 C. 则该粒子的比荷为 D. 则该粒子的比荷为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．粒子受洛伦兹力方向向下，可知粒子带负电，加电场后粒子沿直线运动，可知粒子受向上的电场力，则电场方向为平行于左右边界向下，故A正确，B错误； CD．加电场后粒子做直线运动 粒子在磁场中运动时，作出其运动轨迹，如图所示 由几何关系可知 解得 r=2a 根据 可得 故C正确，D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 12. 某实验小组用如图所示装置来验证碰撞过程动量守恒定律。 （1）本实验必须满足的条件是（　　） A. 利用秒表测量小球在空中飞行的时间 B. 入射小球A每次从斜槽同一位置静止释放且斜槽末端水平 C. 斜槽轨道光滑 （2）现有两个半径相等而质量不等的小球可供选择，小明同学建议选择质量大的球作为入射小球A，这样做的理由是__________。 （3）若已知小球A质量是小球B质量的2倍，测得各落点到小球在斜槽末端白纸上的投影点的长度、、分别为、、，则当关系式_________（用、、表示）成立时，可证明两球碰撞过程动量守恒。 【答案】（1）B （2）防止碰后A球反弹 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．本实验是通过平抛运动的基本规律验证动量是否守恒，可以不测量时间，通过位移关系亦可验证动量是否守恒，A错误； BC．要保证每次碰撞前的速度相同，则入射球A要从同一位置由静止滚下，而要保证小球离开轨道后做平抛运动，则需保证斜槽末端水平，对斜槽是否光滑没有要求，B正确，C错误； 故选B。 【小问2详解】 入射球质量大于被撞球质量，以防止碰撞后入射球反弹。 【小问3详解】 设碰撞前瞬间小球A速度为，碰撞后瞬间球A和球B速度大小分别为、，根据动量守恒可得 由于两小球在空中下落高度相同，所用时间相等，则有 ，， 联立可得 结合可得 13. 八中物理兴趣小组测得某传感器的阻值随压力F变化的关系图像如图甲所示，并利用该压力传感器设计了图乙所示的苹果自动分拣装置。装置中托盘（托盘重力不计）置于压力传感器上，苹果经过托盘时对产生压力。初始状态衔铁水平，当两端电压时可激励放大电路使电磁铁工作，衔铁绕O转动并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态，实现按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。已知电源电动势，内阻不计，重力加速度取。 （1）质量小的苹果将通过______（填“上通道”或“下通道”）。 （2）要想选择出更重的苹果，需要把电阻的阻值调______（填“大”或“小”）。 （3）若要将质量大于等于300g和质量小于300g的苹果分拣开，应将的阻值调为______（保留3位有效数字）。 【答案】（1）上通道 （2）小 （3） 【解析】 【小问1详解】 质量小的苹果通过压敏电阻时压力较小，压敏电阻阻值较大，电压小于2V，不能激励放大电路使电磁铁工作吸动衔铁，则小的苹果将通过上通道。 【小问2详解】 当更重的苹果压到上时，上的阻值更小，但上的电压不变，回路的电流更大，即流过的电流更大，而的电压也不变，因此应将的阻值调小。 【小问3详解】 当300g的苹果通过压敏电阻时压力为 由图可知，则此时两端电压 解得 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 14. 如图所示，质量为物块A静止放置在光滑水平面上，质量为的小球B用长为且不可伸长的轻绳悬挂于固定点O，将轻绳拉伸至水平位置后，由静止释放小球，小球恰好能在最低点与A发生弹性碰撞。A、B均可视为质点且始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度g取。求： （1）B运动到最低点与A碰撞后的瞬间，A速度的大小； （2）B与A碰撞后，B上摆的最大高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球下摆过程，由机械能守恒定律有 小球与A发生弹性碰撞 ， 解得 ， 【小问2详解】 结合上述，碰后瞬间，小球B速度的大小 则有 解得小球B上摆的最大高度 15. 如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置，其电阻不计，导轨间距，导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab，ab距导轨顶端，距导轨底端距离为（未知）。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0～2s内，导体棒在外力作用下保持静止；2s后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度，。求： （1）0～2s内通过导体棒的电流的大小和方向； （2）导体棒滑到底部前的最大速度； （3）导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻R上产生的焦耳热QR。 【答案】（1）0.8A；电流方向由a流向b （2）3m/s （3）1.68J 【解析】 小问1详解】 由法拉第电磁感应定律可得前2s产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律 解得 根据楞次定律知感应电流的方向为a到b。 【小问2详解】 当导体棒达最大速度后匀速下滑，根据平衡方程 ，， 其中 解得 【小问3详解】 导体棒滑到底端过程中 ，， 解得 设下滑过程中系统产生的热量Q，根据动能定理有 ， 解得 电阻R产生的热量为 16. 如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第I象限和第IV象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场，在第IV象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍．圆形区域与x轴相切于Q点，Q到O点的距离为L，有一个带电粒子质量为m，电荷量为q，以垂直于x轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成60°角以速度v进入第I象限，又恰好垂直于x轴在Q点进入圆形区域磁场，射出圆形区域磁场后与x轴正向成30°角再次进入第I象限。不计重力。求： （1）第I象限内磁场磁感应强度B的大小： （2）电场强度E的大小； （3）粒子在圆形区域磁场中的运动时间。 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示．设粒子在第Ⅰ象限内的轨迹半径为R1．由几何关系有： 得： 根据洛伦兹力提供向心力有： 得： （2）带电粒子在电场中做类平抛运动，由几何关系有： v0=vcos60°=v 粒子刚出电场时 vx=vsin60°=v 粒子在电场中运动时间为： vx=at 可得： （3）由几何关系知，粒子在圆形磁场中运动的时间 而 结合得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $