精品解析：黑龙江省绥化市绥棱县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

2024-2025学年度上学期高二12月月考试卷 物理 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本试卷命题范围：选择性必修第二册+电学实验。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1. 电磁波谱中，按频率由低到高，下列排列正确的是（　　） A. 光波、红外线、无线电波 B. 无线电波、光波、 射线 C. 紫外线、无线电波、 X 射线、 D. 可见光、射线、红外线 2. 小明同学坐动车出行，当动车在水平轨道上自西向东高速匀速行驶时，小明设想了这样一个实验：用绝缘的细绳连接一个带正电的小球，细绳的另一端固定在动车顶部。若动车经过地理位置的地磁场方向可视为水平向北，当小球和动车保持相对静止时，下列判断正确的是（ ） A. 细绳会向正东方向偏离一个角度 B. 细绳会向正南方向偏离一个角度 C. 细绳保持竖直，绳拉力小于小球的重力 D. 细绳保持竖直，绳的拉力大于小球的重力 3. 如图所示，导线AB与CD平行。若电流从a端流入时，电流表指针左偏，下列说法正确的是（　　） A. 断开开关瞬间，电流表指针向右偏转 B. 闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转 C. 闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数 D. 闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转 4. 如图所示为交流发电机的模型图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕轴OO'逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 磁通量不断增大，磁通量变化率也不断增大 B. 磁通量不断减小，磁通量变化率也不断减小 C. 电流方向为a→b→c→d，大小逐渐增大 D. 电流方向为a→d→c→b，大小逐渐减小 5. 如图所示，两根长的空心铝管竖直放置，其中乙管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由静止放入管口，磁体在管中运动的时间为或，最后都从下端穿出。不计磁体与管壁的摩擦。下列判断正确的是（　　） A. 磁体在甲管中运动的时间为 B. 磁体在甲管内下落的过程中，重力势能的减少量大于其克服磁场力的功 C. 磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势 D. 磁体在乙管内下落的过程中，所受合外力的冲量为0 6. 如图所示，R1、R2定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时（　　） A. 电压表的示数增大 B. R2中电流增大 C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大 7. 电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器。某小组用图示装置模拟研究电磁炮的原理。间距为0.1m的水平长导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T，左端所接电池电动势为1.5V、内阻为0.5Ω。长0.1m、电阻为0.1Ω的金属杆ab静置在导轨上。闭合开关S后，杆ab在运动过程中受到的阻力恒为0.05N，且始终与导轨垂直且接触良好。导轨电阻不计，则杆ab（　　） A. 运动方向向左 B. 先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 C. 能达到的最大速度为18 m/s D. 两端的电压始终不变 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的阻值不相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 9. 远距离输电示意图如图所示，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且。当用户用电器的总电阻减小时（　　） A. B. 用户的电压减小 C. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率 D. 输电线上损失的功率增大 10. 如图所示，半径为L的圆边界内存在垂直纸面向外的匀强磁场，、是圆边界的两个互相垂直的直径，边长为L的正方形内存在匀强电场，边长与直径共线，电场与磁场垂直、与平行，质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）从a点正对圆心O以初速度垂直射入磁场，从d点射出磁场立即进入电场，最后恰好从f点射出电场，下列说法正确的是（　　） A 粒子带正电 B. 电场方向由f指向e C. 粒子在磁场与电场中运动时间的比值为 D. 磁感应强度与电场强度大小的比值为 三、非选择题：本题共5小题，共54分． 11. 用多用电表测电阻时选用“×100”的挡位发现指针偏角太大，挡位应调整为________（“×1000”或者“×10”）经过欧姆调零重新测量，指针如图所示，那么电阻阻值为________。在研究伏安法测电阻的实验中某实验小组经过讨论，发现无论是用电流表内接法还是外接法测量，都不可避免产生电表内阻引起的系统测量误差，于是该实验小组又设计了如图所示的实验方案，利用该方案测量的主要实验步骤如下： 第一步：将开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数为U1、I1。 第二步：保持滑动变阻器________的滑动触头位置不变，单刀双掷开关S2合向1，调节滑动变阻器________，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2（选填“RW”或“RP”）。由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx＝________。 12. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： 待测干电池 电流表（，内阻） 电流表（，内阻约为） 滑动变阻器（，允许通过的最大电流为2.0A） 滑动变阻器（，允许通过最大电流为1.0A） 定值电阻（阻值为9.5Ω） 定值电阻（阻值为95Ω） 定值电阻（阻值995Ω） 开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的实验电路，图中电流表应选______，定值电阻应选______，滑动变阻器应选______．（均填写器材的字母代号） （2）图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的与的关系图线，为电流表的示数，为电流表的示数，则由图线可求被测干电池的电动势______V，内阻______（本小题结果均保留三位有效数字） 13. 如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。求： （1）从a点射出的电子的速度大小； （2）从d点射出的电子的速度大小。 14. 某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率达到96%。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算： （1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？ （2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？ （3）两个变压器的匝数比各应等于多少？ 15. 如图（a）所示，在水平面内固定有两根平行且足够长光滑金属导轨MN、PQ，间距为L，电阻不计。以PQ上的O点为坐标原点，沿导轨建立如图所示的x轴。导轨间区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度B随位置坐标x的变化规律如图（b）所示（图中，d已知）。金属棒a置于处，金属棒b置于的某处，两棒均与导轨垂直且始终接触良好，电阻均为R，质量均为m。时，锁定b棒，a棒获得瞬时初速度并在拉力的作用下开始做匀速直线运动。 （1）求a棒运动到处回路中电流的大小； （2）写出a棒从处运动到处的过程中回路中电流i与时间的关系式并求出此过程中通过a棒的电荷量： （3）当a棒运动到处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假设a、b棒不会相碰，求此后回路中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度上学期高二12月月考试卷 物理 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本试卷命题范围：选择性必修第二册+电学实验。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1. 电磁波谱中，按频率由低到高，下列排列正确的是（　　） A. 光波、红外线、无线电波 B. 无线电波、光波、 射线 C. 紫外线、无线电波、 X 射线、 D. 可见光、射线、红外线 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】电磁波谱中，按频率由低到高为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，故B正确，ACD错误。 故选B。 2. 小明同学坐动车出行，当动车在水平轨道上自西向东高速匀速行驶时，小明设想了这样一个实验：用绝缘的细绳连接一个带正电的小球，细绳的另一端固定在动车顶部。若动车经过地理位置的地磁场方向可视为水平向北，当小球和动车保持相对静止时，下列判断正确的是（ ） A. 细绳会向正东方向偏离一个角度 B. 细绳会向正南方向偏离一个角度 C. 细绳保持竖直，绳的拉力小于小球的重力 D. 细绳保持竖直，绳的拉力大于小球的重力 【答案】C 【解析】 【详解】根据左手定则，小球所受的洛伦兹力竖直向上，相对静止时小球没有水平方向加速度，所以，细绳保持竖直，绳的拉力小于小球的重力，C正确，ABD错误。 故选C。 3. 如图所示，导线AB与CD平行。若电流从a端流入时，电流表指针左偏，下列说法正确的是（　　） A. 断开开关瞬间，电流表指针向右偏转 B. 闭合开关瞬间，电流表指针向右偏转 C. 闭合开关后，由于互感使得电流表保持有示数 D. 闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，电流表指针向左偏转 【答案】A 【解析】 【详解】A．断开开关瞬间，导线CD与电流表形成的回路的磁通量（穿过纸面向上）会减小，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电流从b端流入，电流表指针右偏，故A正确； B．闭合开关瞬间，导线AB通过向右的电流，则根据安培定则可知，导线CD与电流表形成的回路会产生一个垂直纸面向外的磁场，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流从a端流入，电流表指针左偏，故B错误； C．由于图中电源为直流电，所以闭合开关后，导线CD与电流表形成的回路磁通量不会发生变化，则电流表不会有示数，故C错误； D．闭合开关后，若滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中的电流减小，导线AB产生的磁场减弱，导线CD与电流表形成的回路的磁通量会减小，根据楞次定律可知，此时产生的感应电流方向为逆时针方向，即电流从b端流入，电流表指针右偏，故D错误。 故选A。 4. 如图所示为交流发电机的模型图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕轴OO'逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是（  ） A. 磁通量不断增大，磁通量变化率也不断增大 B. 磁通量不断减小，磁通量变化率也不断减小 C. 电流方向为a→b→c→d，大小逐渐增大 D. 电流方向为a→d→c→b，大小逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图示线圈位于中性面，由此开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 线圈转过90°的过程中，磁通量不断减小，而感应电动势不断增大，则磁通量的变化率不断增大，故AB错误； CD．根据楞次定律可知电流方向为a→b→c→d，而感应电动势逐渐增大，所以感应电流逐渐增大，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，两根长的空心铝管竖直放置，其中乙管有一条竖直的裂缝。某同学把一块圆柱形的强磁体先后从甲、乙两管的上端由静止放入管口，磁体在管中运动的时间为或，最后都从下端穿出。不计磁体与管壁的摩擦。下列判断正确的是（　　） A. 磁体在甲管中运动的时间为 B. 磁体在甲管内下落的过程中，重力势能的减少量大于其克服磁场力的功 C. 磁体在乙管内下落的过程中，乙管中没有产生感应电动势 D. 磁体在乙管内下落的过程中，所受合外力的冲量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁体在甲管中运动，使得甲铝管中产生的涡流较大，对磁体产生阻碍运动的磁场力较大，磁体在乙管中运动，由于乙管有一条竖直的裂缝，使得乙管产生的涡流较小，对磁体产生阻碍运动的磁场力较小，磁体在甲管中运动的时间大于磁体在乙管中运动的时间，故磁体在甲管中运动的时间为，A错误； B．磁体在甲管内下落的过程中，磁体的动能增加，合力对磁铁做正功，故重力对磁体做的功大于磁体克服磁场力做的功，即重力势能的减少量大于磁体克服磁场力的功，B正确； C．虽然乙管有一条竖直的裂缝，但磁体在乙管内下落的过程中，乙管中仍然会产生感应电动势，C错误； D．磁体在乙管内下落的过程中，磁体的速度增加，磁体的动量增加，可知合外力的冲量大于0，D错误。 故选B。 6. 如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时（　　） A. 电压表的示数增大 B. R2中电流增大 C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大 【答案】BD 【解析】 【详解】由图可知，L与R3串联后与R2并联，再由R1串联；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大；则电路中总电阻增大，总电流减小，由U=E－Ir可知，路端电压增大，因电流减小，则R1两端的电压减小，并联部分电压增大；R2中电流增大，则流过灯泡的电流减小，故灯泡的功率减小 故选BD。 7. 电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器。某小组用图示装置模拟研究电磁炮的原理。间距为0.1m的水平长导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T，左端所接电池电动势为1.5V、内阻为0.5Ω。长0.1m、电阻为0.1Ω的金属杆ab静置在导轨上。闭合开关S后，杆ab在运动过程中受到的阻力恒为0.05N，且始终与导轨垂直且接触良好。导轨电阻不计，则杆ab（　　） A. 运动方向向左 B. 先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动 C. 能达到的最大速度为18 m/s D. 两端的电压始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．杆ab中电流方向从b到a，根据左手定则可知安培力向右，通电瞬间杆所受安培力 大于阻力，向右做加速运动，随着速度增大，产生的感应电动势 增大，产生的感应电流方向与通电电流方向相反，所以电流强度逐渐减小，安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，当安培力和阻力相等时加速度为零，速度最大，因此杆先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，故AB错误； C．杆达到最大速度时，受力平衡，即 解得 又 解得 故C正确； D．由闭合电路欧姆定律知，杆两端的电压 由于杆先做变加速运动，速度v变化、感应电动势BLv变化，则杆两端的电压U发生变化，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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. 图甲和图乙是演示自感现象两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的阻值不相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．图甲中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，是因为电路稳定时，L1的电流大于A1的电流，可知L1的电阻小于A1的电阻，故B错误，A正确； CD．图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，最终A2与A3的亮度相同，说明变阻器R与L2的阻值相同，故D错误，C正确。 故选AC。 9. 远距离输电示意图如图所示，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且。当用户用电器的总电阻减小时（　　） A. B. 用户的电压减小 C. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率 D. 输电线上损失的功率增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据理想变压器电压比等于匝数比可得 A错误； B．设输电电流为，用户用电器的总电阻为R，根据欧姆定律有 ， 根据理想变压器电流规律有 联立解得 因为不变，所以不变，当R减小时，可知减小，B正确； C．用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线损失的功率，C错误； D．因为减小，所以减小，而不变，可知增大，因此输电线上损失的功率增大，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，半径为L的圆边界内存在垂直纸面向外的匀强磁场，、是圆边界的两个互相垂直的直径，边长为L的正方形内存在匀强电场，边长与直径共线，电场与磁场垂直、与平行，质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）从a点正对圆心O以初速度垂直射入磁场，从d点射出磁场立即进入电场，最后恰好从f点射出电场，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 电场方向由f指向e C. 粒子在磁场与电场中运动时间的比值为 D. 磁感应强度与电场强度大小的比值为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据左手定则，粒子带正电，A正确； B．粒子在电场中做类平抛运动，根据偏转特点，电场力方向水平向右，又因为粒子带正电，所以电场方向由e指向f，B错误； C．根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的规律，粒子在磁场中运动的时间 在电场中运动时间为 则 C正确； D．设匀强磁场的磁感应强度为B，由洛伦兹力充当向心力 解得 在电场中沿着方向以速度做匀速直线运动 沿着电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 解得 则 D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分． 11. 用多用电表测电阻时选用“×100”的挡位发现指针偏角太大，挡位应调整为________（“×1000”或者“×10”）经过欧姆调零重新测量，指针如图所示，那么电阻阻值为________。在研究伏安法测电阻的实验中某实验小组经过讨论，发现无论是用电流表内接法还是外接法测量，都不可避免产生电表内阻引起的系统测量误差，于是该实验小组又设计了如图所示的实验方案，利用该方案测量的主要实验步骤如下： 第一步：将开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数为U1、I1。 第二步：保持滑动变阻器________的滑动触头位置不变，单刀双掷开关S2合向1，调节滑动变阻器________，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2（选填“RW”或“RP”）。由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx＝________。 【答案】 ① ×10 ②. 180 ③. RP ④. RW ⑤. 【解析】 【详解】[1]用多用电表测电阻时选用“×100”的挡位发现指针偏角太大，说明待测电阻阻值较小，需要把倍率调小，即挡位应调整为“×10”。 [2]电表读数为 [3][4][5]第二步需保持滑动变阻器RP阻值保持不变，当单刀双掷开关S2合向1时，调节滑动变阻器RW。当开关S2接2时，有 当开关S2接1时，有 联立可得 12. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： 待测干电池 电流表（，内阻） 电流表（，内阻约为） 滑动变阻器（，允许通过的最大电流为2.0A） 滑动变阻器（，允许通过的最大电流为1.0A） 定值电阻（阻值为9.5Ω） 定值电阻（阻值为95Ω） 定值电阻（阻值为995Ω） 开关和导线若干 （1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的实验电路，图中电流表应选______，定值电阻应选______，滑动变阻器应选______．（均填写器材的字母代号） （2）图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的与的关系图线，为电流表的示数，为电流表的示数，则由图线可求被测干电池的电动势______V，内阻______（本小题结果均保留三位有效数字） 【答案】（1） ①. A2 ②. R5 ③. R1 （2） ①. 1.37##1.35##1.36 ②. 1.20##1.19##1.21 【解析】 【小问1详解】 [1]电流表x与滑动变阻器串联，A1测量范围太小，与滑动变阻器所允许的最大电流相差过大，故应选； [2]定值电阻与电流表y，可改装为电压表，电压表支路流过的电流非常小，可与小量程搭配，由于一节干电池的电动势约为，根据电表改装原理有 当定值电阻选、时，改装电压表量程太小，小于，不便于测量，故定值电阻选； [3]由于电源内阻较小，为了调节方便，易于操作，滑动变阻器应选电阻值较小的。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律得 整理得 由此可知，图线斜率的绝对值为 图线的纵截距为 解得。 13. 如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。求： （1）从a点射出的电子的速度大小； （2）从d点射出的电子的速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电子从a点射出，运动轨迹如图线①所示 根据 而 解得 （2）电子从d点射出，运动轨迹如图线②所示，根据 而根据勾股定理 解得 14. 某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率达到96%。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算： （1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？ （2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？ （3）两个变压器的匝数比各应等于多少？ 【答案】（1）400A，20A；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）由解得升压变压器输入的电流为 输电线上损失功率 解得输电线上通过的电流是 （2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为 （3）由 解得 由于 可得 由 可得 15. 如图（a）所示，在水平面内固定有两根平行且足够长光滑金属导轨MN、PQ，间距为L，电阻不计。以PQ上的O点为坐标原点，沿导轨建立如图所示的x轴。导轨间区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度B随位置坐标x的变化规律如图（b）所示（图中，d已知）。金属棒a置于处，金属棒b置于的某处，两棒均与导轨垂直且始终接触良好，电阻均为R，质量均为m。时，锁定b棒，a棒获得瞬时初速度并在拉力的作用下开始做匀速直线运动。 （1）求a棒运动到处回路中电流大小； （2）写出a棒从处运动到处的过程中回路中电流i与时间的关系式并求出此过程中通过a棒的电荷量： （3）当a棒运动到处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假设a、b棒不会相碰，求此后回路中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由图（b）可知，a棒运动到处时，此处的磁感应强度为，则感应电动势为 a棒运动到处回路中电流的大小 （2）根据题意，由图（b）可知，磁感应强度与的关系式为 由于a棒获得瞬时初速度并在拉力的作用下开始做匀速直线运动，设运动时间为，则有 则时刻，磁感应强度 感应电动势为 感应电流为 根据题意可知，感应电动势为 感应电流为 通过a棒的电荷量为 由图（b）可得 则 （3）当a棒运动到处时，撤去拉力，同时解锁b棒，假设a、b棒不会相碰，a、b棒系统动量守恒，且最终两棒速度相等，设相等速度为，则有 解得 由能量守恒定律可得，回路中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $