精品解析：黑龙江省佳木斯市第一中学2025-2026学年高二上学期1月期末物理试题

佳一中2025-2026学年度第一学期高二期末考试 物理试题 时间：75分钟总分：100分 I卷客观题（共45分） 一、选择题（共12道小题，1-9题单选，每题3分，10-12题多选题，每题6分，漏选3分，共45分） 1. 为了纪念科学家的贡献，经常用科学家的名字作为物理量的单位，磁感应强度的单位是用下列哪位科学家的名字命名的（　　） A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 特斯拉 2. 理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常工作，则理想变压器原、副线圈的电流之比为（　　） A. B. C. D. 3. 广播电视的短波，DVD机的激光（可见光），用来遥感照相的红外线，人体透视用的X射线的波长分别为，则它们由大到小关系为（　　） A. 1>2>3>4 B. 1>3>2>4 C. 4>3>2>1 D. 4>2>3>1 4. 如图所示，在匀强磁场中，三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），直导线通有恒定电流，1、2、3是线框由左向右匀速通过直导线过程中的三个位置，其中位置2时线框关于直导线对称，则关于线框中的感应电流下列说法正确的是（　　） A. 位置1和位置3的电流方向相反 B. 位置2中没有电流 C. 位置1和位置2的电流方向相反 D. 位置2和位置3的电流方向相同 6. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 7. 如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等、两个灯泡和规格相同。下列说法正确的是（　　） A. 在闭合开关K瞬间，比先亮 B. 在断开开关K瞬间，与同时熄灭 C. 闭合开关K，稳定后与一样亮 D. 断开开关K的瞬间，比先熄灭 8. 将一均匀导线围成一闭合的环状扇形线框MNPQ，其中，，圆弧MN和PQ的圆心均为O点，O点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，规定沿QMNP方向的电流为正，则导线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从C点以速度v沿直径CD方向射入磁场，经磁场偏转后从F点射出磁场。粒子在磁场中的运动时间为，如果只把磁感应强度变为原来的3倍，粒子依然以相同的速度从C点射入，粒子在磁场中的运动时间为，忽略粒子的重力，则（　　） A. B. C. D. 10. 一质点作简谐振动，其位移x与时间t的关系曲线如图。下列说法正确的是（　　） A. 振幅为4cm B. 第2s末到第3s末这段时间内，质点的加速度减小，方向沿x负方向 C. 第3s末到第4s末这段时间内，质点的速度减小，方向沿x正方向 D. 质点的振动方程为 11. 如图所示，底部是一个电磁炉，是常见的家庭厨房用具，其内部包含线圈，外部为绝缘面板，工作时上方放置铁锅，接通电源，便能加热炒菜。现将连接灯泡的多匝线圈平行放在电磁炉面板上，把盛水的钢盆置于线圈中间，接通电磁炉开关后，灯泡即可点亮，关于电磁炉及此现象下列说法正确的是（　　） A. 电磁炉接恒定电流，灯泡也能发光 B. 灯泡点亮，是电磁炉线圈中变化的电流产生的磁场穿过灯泡线圈产生感应电流产生的 C. 如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电动势变为原来n倍 D. 如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电流变为原来n倍 12. 如图所示，相距L的平行导轨（电阻很小可以忽略）放在水平面上，左端连接一个固定电阻R，足够长的直细杆MN可以按任意角θ（0≤θ≤90°）架在平行导轨上，并匀速向右滑动（平移），方向和导轨平行。速率大小不变，杆MN单位长度的电阻值为R。整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，下列说法正确的是（　　） A. M点电势比N端高 B. θ=90°时，固定电阻R上消耗的电功率最少 C. L≤1m时，MN上消耗的电功率最大时，sinθ=L D. L≥1m时，MN上消耗的电功率最大时，θ=90° 第II卷主观题（共55分） 三、实验题（共2个小题，16分） 13. 如图为“用伏安法测量电阻”实验的部分电路。在某次测量中，电压表的示数为1.80V时，电流表的示数为0.60A，根据测量数据可计算出电阻测量值为_______Ω。从理论上讲由于电压表内阻的影响，用该电路得到的电阻测量值________（选填“大于”或“小于”）真实值。 14. “祖冲之”研究小组做“用单摆测重力加速度大小”的实验。若测得单摆的摆长为L，周期为T，则重力加速度大小g=________。测量周期时，将N次全振动误记为（N+1）次全振动，g的测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值 15. 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验 （1）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表： 根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是________。填或） （2）某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器可视为理想电压表上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图甲所示，在时间内，该同学先断开开关，其后仅进行一项操作，再次闭合开关，得到之后的图像。该操作可能是________。 A. 摆正并拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （3）等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图乙中变压器为理想变压器，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻R，当________时，R可获得最大功率。列举一个关于等效思想的实例________。 四、解答题 16. 如图所示，在矩形abdc区域中有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，某种正粒子（不计粒子的重力）从O点以初速度v0水平射入后偏转角为。现电场换为方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），仍使该粒子从右侧穿过该区域，并使偏转角也为θ角，若匀强磁场的磁感应强度大小为B，求：电场强度和磁感应强度之比（已知cosθ=k，结果用v0和k表示） 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L1=50cm，bc边和ad边的长度L2=20cm，匝数n=100匝，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOʹ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）推导线圈从图示位置开始计时经过时间t的感应电动势瞬时值表达式（用题中给的字母表示，要有推导过程） （2）线圈从图示位置转过60°时感应电动势的瞬时值大小和此时ab边所受安培力的大小；（已知L1=50cm，L2=20cm，n=100匝，B=0.05T，ω=400rad/s） （3）维持线圈匀速转动1圈，所需外力做的功W（数据用第（2）问数值，π≈3.14（2）（3）问结果保留2位有效数字） 18. 在桌面上固定两条光滑足够长直金属导轨，左右两端各连接电阻R，导轨电阻和连接电阻的导线的电阻可忽略，导轨宽为L，虚线为垂直导轨的匀强磁场边界，边界右侧磁场足够长 （1）一个长为L的导体棒MN放在导轨上，导体棒与磁场左边界重合，导体棒接入电路的电阻为R，从静止开始在一个平行导轨的恒力F作用向右运动，已知磁感应强度大小为B，求：导体棒的最大速度（结果用F，B，L，R表示） （2）把导体棒换成一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R，金属框置于导轨上，边框的右边与磁场的左边界重合，如图所示。让金属框以平行于导轨的初速度。开始向右运动，运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。金属框进入磁场的过程中通过左边电阻的电荷量为。求： ①在金属框整个运动过程中，左侧电阻R产生的总热量。 ②最终线框右边离磁场左边界的距离。（B未知，L，m，v0是已知量，（2）问结果用已知量表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 佳一中2025-2026学年度第一学期高二期末考试 物理试题 时间：75分钟总分：100分 I卷客观题（共45分） 一、选择题（共12道小题，1-9题单选，每题3分，10-12题多选题，每题6分，漏选3分，共45分） 1. 为了纪念科学家的贡献，经常用科学家的名字作为物理量的单位，磁感应强度的单位是用下列哪位科学家的名字命名的（　　） A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 特斯拉 【答案】D 【解析】 【详解】磁感应强度的国际单位为特斯拉（T），以科学家尼古拉·特斯拉的名字命名。 故选D。 2. 理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常工作，则理想变压器原、副线圈的电流之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】令理想变压器原、副线圈匝数分别为和 则原、副线圈电压满足 由图乙可知 因此有 交流电是正弦式交流电，灯泡正常工作，因此有副线圈电压有效值 解得 理想变压器输入功率等于输出功率，即 推导得 故选C。 3. 广播电视的短波，DVD机的激光（可见光），用来遥感照相的红外线，人体透视用的X射线的波长分别为，则它们由大到小关系为（　　） A. 1>2>3>4 B. 1>3>2>4 C. 4>3>2>1 D. 4>2>3>1 【答案】B 【解析】 【详解】电磁波波长由长到短依次为：无线电波（含短波）、红外线、可见光、紫外线、X射线。结合题意可得，波长关系为λ1>λ3>λ2>λ4。 故选B。 4. 如图所示，在匀强磁场中，三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由左手定则可知和进入磁场后向左偏转，粒子向右偏转；由洛伦兹力提供向心力 得 可知的轨道半径比的轨道半径大，粒子的轨道半径与的轨道半径一样大，故A正确。 故选A。 5. 如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内（两者相互绝缘），直导线通有恒定电流，1、2、3是线框由左向右匀速通过直导线过程中的三个位置，其中位置2时线框关于直导线对称，则关于线框中的感应电流下列说法正确的是（　　） A. 位置1和位置3的电流方向相反 B. 位置2中没有电流 C. 位置1和位置2的电流方向相反 D. 位置2和位置3的电流方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】做出长直导线周围产生的磁场分布，如下图所示 当线圈向右移动，在位置1时，线圈内磁通量垂直纸面向外增多，根据楞次定律可得感应电流方向为顺时针；在位置2时，线圈内磁通量垂直纸面向外减小同时垂直纸面向内的增大，则感应电流的磁场方向为垂直纸面向外，根据楞次定律可得感应电流方向为逆时针；在位置3时，线圈内磁通量为垂直纸面向内减少，根据楞次定律可得感应电流方向仍为顺时针。 故选C。 6. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 【答案】C 【解析】 【详解】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 故选C。 7. 如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等、两个灯泡和规格相同。下列说法正确的是（　　） A. 在闭合开关K瞬间，比先亮 B. 在断开开关K瞬间，与同时熄灭 C. 闭合开关K，稳定后与一样亮 D. 断开开关K的瞬间，比先熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AC．在闭合开关K瞬间，中立即有了电流，故立即亮起，由于自感线圈产生自感电动势阻碍所在支路电流的变化，故缓缓亮起，稳定后两灯泡一样亮，故A错误，C正确； BD．稳定时与中电流相等，在断开开关K瞬间，中电流立即消失，但与此同时，自感线圈产生自感电动势，与、、R形成闭合回路，相当于电源对该回路供电，所以、亮度相同且缓缓变暗直至同时熄灭，故BD错误。 故选C。 8. 将一均匀导线围成一闭合的环状扇形线框MNPQ，其中，，圆弧MN和PQ的圆心均为O点，O点为直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，规定沿QMNP方向的电流为正，则导线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在时间内，线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为 根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向，为负方向。 在时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向，为正方向。回路中产生的感应电动势为 感应电流为 在时间内，线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向，为负方向，回路中产生的感应电动势为 感应电流为 在时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向，为正方向，回路中产生的感应电动势为 回路电流为 故选B。 9. 如图所示，半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从C点以速度v沿直径CD方向射入磁场，经磁场偏转后从F点射出磁场。粒子在磁场中的运动时间为，如果只把磁感应强度变为原来的3倍，粒子依然以相同的速度从C点射入，粒子在磁场中的运动时间为，忽略粒子的重力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知磁感应强度为时，带电粒子在磁场中运动有， 解得粒子的运动半径和周期分别为， 粒子在磁场中偏转角为，则运动时间 由几何关系可知 当把磁感应强度变为原来的3倍后，同理可得粒子的运动半径和周期分别为， 由几何关系可知粒子在磁场中的偏转角度为，运动时间 则 故选C。 10. 一质点作简谐振动，其位移x与时间t的关系曲线如图。下列说法正确的是（　　） A. 振幅为4cm B. 第2s末到第3s末这段时间内，质点的加速度减小，方向沿x负方向 C. 第3s末到第4s末这段时间内，质点的速度减小，方向沿x正方向 D. 质点的振动方程为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题图可知，质点的振幅为2cm，故A错误； B．第2s末到第3s末这段时间内，位移为负方向减小，根据可知，回复力为正方向减小，所以质点的加速度减小，方向沿x正方向，故B错误； C．第3s末到第4s末这段时间内，质点的位移沿x正方向增大，所以质点的速度减小，方向沿x正方向，故C正确； D．由题图可知，周期为 该质点振动的角频率为 振动方程为，故D正确。 故选CD。 11. 如图所示，底部是一个电磁炉，是常见的家庭厨房用具，其内部包含线圈，外部为绝缘面板，工作时上方放置铁锅，接通电源，便能加热炒菜。现将连接灯泡的多匝线圈平行放在电磁炉面板上，把盛水的钢盆置于线圈中间，接通电磁炉开关后，灯泡即可点亮，关于电磁炉及此现象下列说法正确的是（　　） A. 电磁炉接恒定电流，灯泡也能发光 B. 灯泡点亮，是电磁炉线圈中变化的电流产生的磁场穿过灯泡线圈产生感应电流产生的 C. 如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电动势变为原来n倍 D. 如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电流变为原来n倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电磁炉利用的是电磁感应的互感现象，故需要用变化的磁场，而恒定电流只能产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁炉线圈中变化的电流产生变化的磁场，从而连接灯泡的多匝线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，灯泡点亮，故B正确； C．线圈匝数变为n倍，由法拉第电磁感应定律，可得线圈产生的感应电动势与匝数成正比，故变为原来的n倍，故C正确； D．线圈匝数变为n倍，电阻也会变为n倍，由闭合电路欧姆定律可得，则电流保持不变，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，相距L的平行导轨（电阻很小可以忽略）放在水平面上，左端连接一个固定电阻R，足够长的直细杆MN可以按任意角θ（0≤θ≤90°）架在平行导轨上，并匀速向右滑动（平移），方向和导轨平行。速率大小不变，杆MN单位长度的电阻值为R。整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，下列说法正确的是（　　） A. M点电势比N端高 B. θ=90°时，固定电阻R上消耗的电功率最少 C. L≤1m时，MN上消耗的电功率最大时，sinθ=L D. L≥1m时，MN上消耗的电功率最大时，θ=90° 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，电流由N到M，由于细杆MN为电源，所以M点电势比N端高，故A正确； B．导体棒切割磁感线产生的电动势 感应电动势不变，是定值。由欧姆定律可知，当电路总电阻最小时电路电流最大，当时，金属棒接入电路的阻值最小，电路总电阻最小，电路电流最大，由可知，固定电阻R消耗的功率最大，故B错误； CD．令MN上的电阻为r，则 杆MN消耗的电功率 电路电流 解得 因为0≤θ≤90°，由数学知识可知，当L≤1m、时MN上消耗的功率最大；当L≥1m、时MN上消耗的功率最大，故CD正确。 故选ACD。 第II卷主观题（共55分） 三、实验题（共2个小题，16分） 13. 如图为“用伏安法测量电阻”实验的部分电路。在某次测量中，电压表的示数为1.80V时，电流表的示数为0.60A，根据测量数据可计算出电阻测量值为_______Ω。从理论上讲由于电压表内阻的影响，用该电路得到的电阻测量值________（选填“大于”或“小于”）真实值。 【答案】 ①. 3Ω ②. 小于 【解析】 【详解】[1]根据欧姆定律有 [2]由题图可看出电流表采用外接法，则电流表多测了流过电压表的电流，则用该电路得到的电阻测量值小于真实值。 14. “祖冲之”研究小组做“用单摆测重力加速度大小”的实验。若测得单摆的摆长为L，周期为T，则重力加速度大小g=________。测量周期时，将N次全振动误记为（N+1）次全振动，g的测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值 【答案】 ①. ②. 大于 【解析】 【详解】[1]根据单摆的周期公式 解得重力加速度大小 [2]将N次全振动误记为（N+1）次全振动，由可知周期的计算值偏小，由可知g的测量值偏大。 15. 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验 （1）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表： 根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是________。填或） （2）某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器可视为理想电压表上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图甲所示，在时间内，该同学先断开开关，其后仅进行一项操作，再次闭合开关，得到之后的图像。该操作可能是________。 A. 摆正并拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （3）等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图乙中变压器为理想变压器，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻R，当________时，R可获得最大功率。列举一个关于等效思想的实例________。 【答案】（1） （2）A （3） ①. ②. 力的合成与分解 【解析】 【小问1详解】 由题中数据可知， 因实际变压器有漏磁、发热现象，可知为原线圈，直接与电源相连。 【小问2详解】 A．摆正并拧紧了松动的铁芯，减少了漏磁使原、副线圈之间的磁耦合增强，副线圈的磁通量变化率增大，根据，副线圈产生的感应电动势增大，故A正确； B．由图可知闭合开关前后，副线圈电压频率不变，则交流电源的频率不变，故B错误； CD．减少副线圈的匝数，由变压比 可得 减小或增大，都会减小，故CD错误。 故选A。 【小问3详解】 [1]把变压器和等效为一个电阻，当作电源内阻，则输出功率 可知当 时，输出功率最大，根据 可得 代入 解得 [2]关于等效思想的实例有力的合成与分解。 四、解答题 16. 如图所示，在矩形abdc区域中有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，某种正粒子（不计粒子的重力）从O点以初速度v0水平射入后偏转角为。现电场换为方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），仍使该粒子从右侧穿过该区域，并使偏转角也为θ角，若匀强磁场的磁感应强度大小为B，求：电场强度和磁感应强度之比（已知cosθ=k，结果用v0和k表示） 【答案】 【解析】 【详解】设粒子的质量为m，电荷量为q，场区宽度为L，粒子在电场中做类平抛运动，， 由以上三式解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示 由洛伦兹力提供向心力 解得 由几何关系得 由以上两式解得 综合解得 即 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L1=50cm，bc边和ad边的长度L2=20cm，匝数n=100匝，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOʹ以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）推导线圈从图示位置开始计时经过时间t的感应电动势瞬时值表达式（用题中给的字母表示，要有推导过程） （2）线圈从图示位置转过60°时感应电动势的瞬时值大小和此时ab边所受安培力的大小；（已知L1=50cm，L2=20cm，n=100匝，B=0.05T，ω=400rad/s） （3）维持线圈匀速转动1圈，所需外力做的功W（数据用第（2）问数值，π≈3.14（2）（3）问结果保留2位有效数字） 【答案】（1） （2），2.5N （3）3.1J 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值 图示位置为垂直中性面位置，所以感应电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 线圈从图示位置转过60°时感应电动势的瞬时值大小为 此时电路中的电流大小为 ab边所受安培力大小为 【小问3详解】 线圈匀速转动1圈时产生的热量为 其中 代入数据解得 根据功能关系可知，维持线圈匀速转动1圈，所需外力做的功 18. 在桌面上固定两条光滑足够长直金属导轨，左右两端各连接电阻R，导轨电阻和连接电阻的导线的电阻可忽略，导轨宽为L，虚线为垂直导轨的匀强磁场边界，边界右侧磁场足够长 （1）一个长为L的导体棒MN放在导轨上，导体棒与磁场左边界重合，导体棒接入电路的电阻为R，从静止开始在一个平行导轨的恒力F作用向右运动，已知磁感应强度大小为B，求：导体棒的最大速度（结果用F，B，L，R表示） （2）把导体棒换成一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R，金属框置于导轨上，边框的右边与磁场的左边界重合，如图所示。让金属框以平行于导轨的初速度。开始向右运动，运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。金属框进入磁场的过程中通过左边电阻的电荷量为。求： ①在金属框整个运动过程中，左侧电阻R产生的总热量。 ②最终线框右边离磁场左边界的距离。（B未知，L，m，v0是已知量，（2）问结果用已知量表示） 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 回路中的总电阻为 设导体棒的最大速度为，则导体棒达到最大速度时，产生的电动势为 电流为 安培力为 当安培力与恒力F等大反向时，导体棒达到最大速度，即 联立，解得 【小问2详解】 ①金属框进入磁场的过程中，金属框的上下两边被导轨短路，右边为电源，等效电路如图所示 金属框进入磁场的过程中通过左边电阻的电荷量为，则通过右边电阻的电荷量为 设金属框进入磁场的速度大小为，对金属框，根据动量定理 其中 联立，解得 根据能量守恒可得，在金属框整个运动过程中回路中产生的总热量为 则外电路产生的焦耳热为 左侧电阻R产生的总热量为 ②金属框进入磁场的过程中 其中 解得 此后线框完全进入磁场中，则线框左右两边均作为电源，且等效电路图如下 此时，回路中的总电阻为 根据动量定理 其中 联立，解得 最终线框右边离磁场左边界的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $