精品解析：湖北省黄冈市蕲春县第一高级中学2025-2026学年高二上学期元月月考物理试卷

蕲春一中高二元月月考物理试题 满分100分 考试用时75分钟。 一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 通过监测地磁场的变化，可以进行地震预测。假设某监测点处地磁场为匀强磁场，则（　　） A. 该处地磁场的方向是放置在该处的小磁针S极的所指方向 B. 若长为、通过电流为的直导线所受安培力大小为，则该处磁感应强度大小 C. 垂直磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为，则穿过线圈的磁通量为 D. 垂直磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为，则穿过线圈的磁通量为 2. 下列图中，通有电流大小为的导体ab所受安培力的大小正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 一质量为0.5的滑块静置在光滑水平地面上，在水平拉力作用下沿直线运动，随时间变化的规律如图所示，取。则滑块在末的速率为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电阻恒为，理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示，原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A. 正弦交流电 B. 电压表的示数为44V C. 电流表的示数为2A D. 电流表的示数为5A 5. 如图甲，轻质弹簧左端与物块A相连，右端与物块B接触但不拴接，系统处于静止状态，给A一水平向右的瞬时速度v0，之后两物块的v-t图像如图乙所示，已知物块A的质量为m，t2时刻B与弹簧分离，弹簧始终处于弹性限度内。则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间，弹簧对物块A的冲量大小为 B. 物块B的质量为3m C. 0~t1时间，弹簧弹性势能变化量 D. t2时刻B的速度 6. 有关下列四幅图的描述正确的是（　　） A. 图1中，交流电压U越大，粒子出射速度越大 B. 图2中，粒子a的比荷大于b的比荷 C. 图3中，避雷针通过尖端强电场使空气电离，从而将云层与大地导通，最终让云层电荷被导入大地 D. 图4中，电源通过静电力做功将其他形式的能转化为电势能 7. 如图所示，间距为L=0.5m的平行导轨沿水平方向固定，长为L=0.5m、质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直导轨放置，导轨的左端接有电动势为E=5V、内阻为r=0.5Ω的电源，再与一滑动变阻器串联。整个空间存在斜向上与水平方向成α=37°的匀强磁场（磁场与导体棒垂直），磁感应强度大小为B=2T，接通电路，当滑动变阻器的电阻值调为1.5Ω时导体棒ab刚好静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨、导体棒以及导线的电阻可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6.下列说法正确的是（　　） A. 导体棒ab所受的安培力水平向左 B. 导体棒所受的安培力大小为2.5N C. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.5 D. 若仅将磁场方向改为竖直向上，则导体棒沿导轨向左加速运动 8. 如图所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为，小车（和单摆）以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列说法中可能发生的是 A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为、、，满足 B. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足 C. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为，满足 D. 小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足 9. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，用总电阻为的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器将电压变为供用户使用，变压器均为理想变压器，对整个送电过程，下列说法正确的是（ ） A. 输电线上损失的功率为 B. 升压变压器的原、副线圈匝数比为 C. 降压变压器的输入电压为 D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为495:11 10. 如图所示，xOy平面中x轴上方存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，磁感应强度大小为B。O点有一粒子源可以向一、二象限各个方向发射速度大小为v，质量为m、电荷量为q的带正电同种粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 为使发射的所有粒子不从上边界飞出，磁感应强度B应满足 B. 若磁感应强度大小为，粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 若磁感应强度大小为，所有粒子运动的区域面积为 D. 若磁感应强度大小为，粒子能从上边界射出的宽度为 二、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组想比较两根不同材质的金属丝导电性能，设计如下实验，其中部分实验器材如下： 电源（E=3V，r约为2Ω） 电流表A 滑动变阻器R1 开关、导线若干 电压表V（量程3V，内阻为2kΩ） 螺旋测微器 材质不同的两根金属丝A和B （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，读数为________mm； （2）按照图乙连接电路图，闭合开关S前，滑动变阻器R1的滑片P应滑至________（选填“最左端”或“最右端”）； （3）将电压表右端先后连接“a”、“b”端点后，观察到电流表示数变化比电压表变化更明显，测量金属丝电阻时电压表右端应连接点________（选填“a”或“b”）； （4）选用的两种金属丝长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种金属丝的I-U关系如图丙所示，则“A”金属丝的导电性能________（选填“优于”或“劣于”）“B”金属丝。 12. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 13. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动，角速度为，匀强磁场磁感应强度大小为，线圈匝数为，面积为，线圈的总电阻为，外接电阻为为理想交流电压表。在时刻，穿过线圈的磁通量为零。 （1）写出该发电机产生的电动势瞬时值表达式； （2）求交流电压表的示数； （3）从时刻开始线圈转过的过程中，求通过电阻的电荷量。 14. 如图所示，光滑绝缘的水平面上有垂直水平面的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度、两磁场区域之间的距离均为，磁场方向如图所示。边长为的正方形导线框位于水平面上，且边与磁场边界平行。某时刻线框以的初速度水平向右运动，穿过匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ。已知线框的质量为，电阻为，匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小均为。求： （1）线框边进入磁场区域Ⅰ瞬间，边所受安培力的大小 （2）线框边进入磁场区域Ⅱ瞬间，线框的速度大小 （3）线框穿过区域Ⅰ和Ⅱ过程中产生的热量。 15. 如图所示，导体棒P、Q的质量均为m＝1.8kg、电阻均为R＝1Ω，平行光滑的金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由倾角为、间距L＝1m的导轨ab、fg构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨构成，bc、gh段间距为L，de、ij段间距为2L，a、f之间接有阻值为R＝1Ω的定值电阻。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1T，倾斜导轨处于垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为3B（两处磁场方向在图中均未画出）。导体棒Q静止于de、ij段，导体棒P从倾斜导轨上某处由静止释放，到达bg前速度已达到最大。两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g取，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。求： （1）导体棒P到达bg时的动能； （2）两导体棒在水平导轨上运动达到稳定后P、Q的速度大小； （3）整个运动过程中，若导体棒P上产生的焦耳热是导体棒Q的两倍，求导体棒P释放的位置到bg的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 蕲春一中高二元月月考物理试题 满分100分 考试用时75分钟。 一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 通过监测地磁场的变化，可以进行地震预测。假设某监测点处地磁场为匀强磁场，则（　　） A. 该处地磁场的方向是放置在该处的小磁针S极的所指方向 B. 若长为、通过电流为的直导线所受安培力大小为，则该处磁感应强度大小 C. 垂直磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为，则穿过线圈的磁通量为 D. 垂直磁场方向放置的线圈面积为S、匝数为，则穿过线圈的磁通量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．地磁场的方向定义为小磁针N极所指方向，故A错误。 B．磁感应强度B的大小由安培力公式定义：当直导线与磁场方向垂直时，F = BIL，则此时，选项未明确角度，故B错误。 CD．磁通量Φ定义为Φ = B·S（当线圈平面与磁场方向垂直时），与线圈匝数N无关，故C正确，D错误。 故选C。 2. 下列图中，通有电流大小为的导体ab所受安培力的大小正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．导体ab所受安培力的大小为，故A正确； B．导体ab所受安培力的大小为，故B错误； C．导体ab所受安培力的大小为，故C错误； D．导体ab所受安培力的大小为，故D错误。 故选A。 3. 一质量为0.5的滑块静置在光滑水平地面上，在水平拉力作用下沿直线运动，随时间变化的规律如图所示，取。则滑块在末的速率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据“F–t”图像中图线与t轴所包围的面积表示冲量，得：0~6 s内，拉力F的冲量大小为 根据动量定理有I=mv6–0 解得滑块在6 s末时的速率v6=28 m/s 故选B。 4. 如图甲所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电阻恒为，理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示，原、副线圈的匝数比，下列说法正确的是（　　） A. 正弦交流电 B. 电压表的示数为44V C. 电流表的示数为2A D. 电流表的示数为5A 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期，角速度 因此表达式应为，A错误； B．理想变压器的电压比等于匝数比，原线圈电压有效值，则副线圈电压。 电压表测量副线圈电压，故示数为 44V，B正确； C．副线圈电路中，电阻，通过R的电流，示数应为 1A，C错误； D．理想变压器的电流比等于匝数的反比，副线圈电流，则原线圈电流，电流表示数为0.2A，D错误。 故选B。 5. 如图甲，轻质弹簧左端与物块A相连，右端与物块B接触但不拴接，系统处于静止状态，给A一水平向右的瞬时速度v0，之后两物块的v-t图像如图乙所示，已知物块A的质量为m，t2时刻B与弹簧分离，弹簧始终处于弹性限度内。则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间，弹簧对物块A的冲量大小为 B. 物块B的质量为3m C. 0~t1时间，弹簧弹性势能变化量 D. t2时刻B的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．0~t1时间，对物块A由动量定理有，则弹簧对物块A的冲量大小为，A错误； B．0~t1时间，对系统由动量守恒定律有 解得，B错误； C．0~t1时间，对系统由机械能守恒定律有 解得，C正确； D．依题意，t2时刻B与弹簧分离，0~t2时间，对系统由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 解得，D错误。 故选C。 6. 有关下列四幅图的描述正确的是（　　） A. 图1中，交流电压U越大，粒子出射速度越大 B. 图2中，粒子a的比荷大于b的比荷 C. 图3中，避雷针通过尖端强电场使空气电离，从而将云层与大地导通，最终让云层电荷被导入大地 D. 图4中，电源通过静电力做功将其他形式的能转化为电势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．当粒子的速度达到最大时有 则 由此可知，粒子的最大速度与交流电压无关，与D形盒子的半径有关，故A错误； B．粒子在加速电场中有 粒子在偏转磁场中有 联立可得 由图可知，粒子a运动的半径较大，则粒子a的比荷小，故B错误； C．避雷针通过尖端强电场使空气电离，从而将云层与大地导通，最终让云层电荷被导入大地，故C正确； D．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，间距为L=0.5m的平行导轨沿水平方向固定，长为L=0.5m、质量为m=0.5kg的导体棒ab垂直导轨放置，导轨的左端接有电动势为E=5V、内阻为r=0.5Ω的电源，再与一滑动变阻器串联。整个空间存在斜向上与水平方向成α=37°的匀强磁场（磁场与导体棒垂直），磁感应强度大小为B=2T，接通电路，当滑动变阻器的电阻值调为1.5Ω时导体棒ab刚好静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨、导体棒以及导线的电阻可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6.下列说法正确的是（　　） A. 导体棒ab所受的安培力水平向左 B. 导体棒所受的安培力大小为2.5N C. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.5 D. 若仅将磁场方向改为竖直向上，则导体棒沿导轨向左加速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由电路可知，流过导体棒ab的电流方向从b到a，由左手定则可知导体棒ab所受的安培力方向与磁场垂直斜向左上方，故A错误； B．对导体棒受力分析，如图所示，由闭合电路欧姆定律得 导体棒ab所受的安培力大小为F安=BIL 代入数据解得F安=2.5N，故B正确； C．水平方向上由力的平衡条件得F安sinα=f 导体棒ab刚好静止，则有f=μFN 又在竖直方向上有F安cosα+FN=mg 解得μ=0.5，故C正确； D．若仅将磁场方向改为竖直向上，则导体棒ab所受的安培力水平向左，大小为F安=2.5N，导体棒与导轨间的最大静摩擦力为fm=μmg=2.5N，显然导体棒ab仍刚好静止，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为，小车（和单摆）以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列说法中可能发生的是 A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为、、，满足 B. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足 C. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为，满足 D. 小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．由于碰撞时间极短，所以单摆相对小车没有发生摆动，即摆线对球的作用力原来是竖直向上的，现在还是竖直向上的，没有水平方向的分力，未改变小球的动量，实际上单摆没有参与这个碰撞过程，所以单摆的速度不发生变化，故AD错误； B．结合上述分析可知，摆球的速度不变，设小车和木块的速度变为和，由动量守恒定律有，故B正确； C．结合上述分析可知，摆球的速度不变，若小车和木块粘在一起，设小车和木块的速度都变为，由动量守恒定律有，故C正确。 故选BC。 9. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，用总电阻为的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器将电压变为供用户使用，变压器均为理想变压器，对整个送电过程，下列说法正确的是（ ） A. 输电线上损失的功率为 B. 升压变压器的原、副线圈匝数比为 C. 降压变压器的输入电压为 D. 降压变压器的原、副线圈匝数比为495:11 【答案】AC 【解析】 【详解】A．输电线上损失的功率，故A正确； B．输电线上的电流 升压变压器副线圈两端的电压 根据理想变压器的原理 解得，故B错误； C．输电线上损失的电压 降压变压器的输入电压，故C正确； D．根据理想变压器原理 解得，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，xOy平面中x轴上方存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，磁感应强度大小为B。O点有一粒子源可以向一、二象限各个方向发射速度大小为v，质量为m、电荷量为q的带正电同种粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 为使发射的所有粒子不从上边界飞出，磁感应强度B应满足 B. 若磁感应强度大小为，粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 若磁感应强度大小为，所有粒子运动的区域面积为 D. 若磁感应强度大小为，粒子能从上边界射出的宽度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．为使发射的所有粒子不从上边界飞出，则 由洛伦兹力提供向心力， 解得，故A错误； B．已知，根据 可得，则所有粒子不从上边界飞出， 当粒子速度沿x轴正方向发射时，粒子在磁场中的圆心角为 粒子在磁场中的运动时间最长，且，故B正确； C．若磁感应强度大小为，则所有粒子运动的区域如图中阴影部分所示 则该部分的面积，故C正确； D．若磁感应强度大小为，则粒子在磁场中运动的半径 粒子能够从上边界射出的范围如图所示，由几何关系可得该范围的宽度 ，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共56分。 11. 某实验小组想比较两根不同材质的金属丝导电性能，设计如下实验，其中部分实验器材如下： 电源（E=3V，r约为2Ω） 电流表A 滑动变阻器R1 开关、导线若干 电压表V（量程3V，内阻为2kΩ） 螺旋测微器 材质不同的两根金属丝A和B （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，读数为________mm； （2）按照图乙连接电路图，闭合开关S前，滑动变阻器R1的滑片P应滑至________（选填“最左端”或“最右端”）； （3）将电压表右端先后连接“a”、“b”端点后，观察到电流表示数变化比电压表变化更明显，测量金属丝电阻时电压表右端应连接点________（选填“a”或“b”）； （4）选用的两种金属丝长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种金属丝的I-U关系如图丙所示，则“A”金属丝的导电性能________（选填“优于”或“劣于”）“B”金属丝。 【答案】（1）2.793##2.794##2.795##2.796##2.797 （2）最左端 （3）b （4）优于 【解析】 【小问1详解】 固定刻度读数为2.5mm，可动刻度读数为，总的读数为 【小问2详解】 闭合开关前，滑动变阻器应调节至最左端，此时测量电路的电压最小，可起到充分保护作用。 【小问3详解】 电流表示数变化比电压表变化更明显，说明被测电阻是一个大电阻，应使用电流表内接法，测量金属丝电阻时电压表右端应连接b点。 【小问4详解】 由图像可知，，又选用的两种金属丝长度和直径均相同，所以A的电阻率较小，导电性能好。 12. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 【答案】（1）垂直 （2）竖直向下 （3）0.40 （4） 【解析】 【小问1详解】 应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出弹簧的拉力； 【小问2详解】 第一次调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，线框所受安培力的方向竖直向下；第二次仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，则通过线框的电流方向不变，因磁场方向也不变，根据左手定则可知，第二次调节滑动变阻器时，线框所受安培力的方向仍然竖直向下。 【小问3详解】 电流表接线柱接“−”和“0.6”，量程为0~0.6，分度值为0.02A，指针指在0.40A处，所以读数是0.40A。 【小问4详解】 当电流为I1时，安培力竖直向下，则 当电流为I2时，安培力竖直向下，则 两式相减消去G后得 解得 13. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动，角速度为，匀强磁场磁感应强度大小为，线圈匝数为，面积为，线圈的总电阻为，外接电阻为为理想交流电压表。在时刻，穿过线圈的磁通量为零。 （1）写出该发电机产生的电动势瞬时值表达式； （2）求交流电压表的示数； （3）从时刻开始线圈转过的过程中，求通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 交流发电机产生的电动势最大值 在时刻，穿过线圈的磁通量为零，电动势随时间的变化关系式为 即 【小问2详解】 线圈中电流的有效值 交流电压表显示的是路端电压有效值，故示数 解得 【小问3详解】 从时刻开始线圈转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量 又 联立解得 14. 如图所示，光滑绝缘的水平面上有垂直水平面的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度、两磁场区域之间的距离均为，磁场方向如图所示。边长为的正方形导线框位于水平面上，且边与磁场边界平行。某时刻线框以的初速度水平向右运动，穿过匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ。已知线框的质量为，电阻为，匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小均为。求： （1）线框边进入磁场区域Ⅰ瞬间，边所受安培力的大小 （2）线框边进入磁场区域Ⅱ瞬间，线框的速度大小 （3）线框穿过区域Ⅰ和Ⅱ过程中产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框边进入磁场区域Ⅰ瞬间，产生的感应电动势大小为 由闭合电路欧姆定律得回路中感应电流的大小为 此时，边所受安培力的大小为 联立解得 【小问2详解】 设线框边进入磁场区域Ⅱ瞬间，线框的速度大小为。线框边刚进入区域Ⅰ到边刚离开区域Ⅰ的过程中，对线框由动量定理得 由法拉第电磁感应定律得其中 由闭合电路欧姆定律得 同理，线框边刚进入区域Ⅰ到边刚离开区域Ⅰ的过程中有，， 联立解得 【小问3详解】 用和（2）中相同的方法计算可得线框离开磁场区域Ⅱ的速度大小为 由能量守恒定律得线框穿过区域Ⅰ和Ⅱ过程中产生的热量为 解得 15. 如图所示，导体棒P、Q的质量均为m＝1.8kg、电阻均为R＝1Ω，平行光滑的金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由倾角为、间距L＝1m的导轨ab、fg构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨构成，bc、gh段间距为L，de、ij段间距为2L，a、f之间接有阻值为R＝1Ω的定值电阻。水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1T，倾斜导轨处于垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为3B（两处磁场方向在图中均未画出）。导体棒Q静止于de、ij段，导体棒P从倾斜导轨上某处由静止释放，到达bg前速度已达到最大。两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g取，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。求： （1）导体棒P到达bg时的动能； （2）两导体棒在水平导轨上运动达到稳定后P、Q的速度大小； （3）整个运动过程中，若导体棒P上产生的焦耳热是导体棒Q的两倍，求导体棒P释放的位置到bg的距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意知导体棒P到达前速度已达到最大，由平衡条件有 由法拉第电磁感应定律可得 结合欧姆定律可得 其中 解得导体棒P到达时的速度大小 导体棒P到达时的动能 【小问2详解】 设导体棒P、Q达到稳定后的速度大小和，稳定时，两导体棒两端的感应电动势相等，则有 可得 对两导体棒由动量定理分别有， 解得导体棒P达到稳定后的速度大小 导体棒Q达到稳定后的速度大小 【小问3详解】 设导体棒P释放的位置到的距离为x，导体棒P在倾斜导轨上运动时，导体棒Q中无电流通过，不产生焦耳热，设导体棒P在倾斜导轨上产生的焦耳热为，导体棒P在倾斜导轨上的运动过程由能量守恒定律有 解得 当导体棒P在水平导轨上运动时，导体棒P、Q产生的焦耳热相同，设均为，根据能量守恒定律有 解得 由题意有 解得导体棒P释放的位置到的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $