精品解析：安徽省合肥市第一中学2025-2026学年高二下学期素质拓展物理试卷

2025-2026合肥一中瑶海校区高二物理素质拓展1 一、单选题 1. 如图，在水平向右的匀强磁场中，一闭合导线框平行于磁场放置，导线框在磁场中运动，可以产生感应电流的是（ ） A. 导线框以左边框为轴旋转 B. 导线框以上边框为轴旋转 C. 导线框垂直纸面向外平动 D. 导线框水平向右平动 【答案】A 【解析】 【详解】A．当线框以左边框为轴转动时，线框内的磁通量随线框的转动发生周期性的变化，线框中将产生感应电流，故A正确。 B．当线框以上边框为轴转动时，线框平面也始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故B错误； C．线框垂直于纸面向外运动，线框平面也始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故C错误； D．线框水平向右运动时，线框平面始终与磁感线平行，线框内的磁通量不发生变化，线框中不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 2. 高层建筑中的电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了8台永久强磁铁，磁铁极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 轿厢上下方线圈对轿厢均有阻碍作用 B. 轿厢上方与下方金属线圈中感应电流方向相同 C. 上、下方线圈都有扩张的趋势 D. 上方线圈有收缩的趋势，下方线圈有扩张的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】B．电梯轿厢底部安装了永磁铁，故上、下方线圈在电梯轿厢下降时会产生感应电流，根据楞次定律，从上往下看可知，上方线圈电流方向为顺时针，下方线圈电流方向为逆时针，两线圈相互排斥，故B错误； ACD．上、下方线圈均对轿厢有阻碍作用，轿厢向下运动，远离上方线圈，故上方线圈有扩张的趋势，轿厢靠近下方线圈，故下方线圈有收缩的趋势，故A正确，CD错误。 故选A。 3. 如图所示，由互相垂直的两部分组成的导体棒放置在竖直平面内，两端点a、c的竖直高度差为，ab段与水平方向的夹角为，bc段的长度为d，空间存在磁感应强度大小为、垂直纸面向里的匀强磁场。现让导体棒以与磁场垂直的速度运动，下列说法正确的是（　　） A. 若沿水平方向，导体棒产生的电动势为 B. 若与ab平行，导体棒产生的电动势为 C. 若与ab垂直，导体棒产生的电动势为 D. 若竖直向上，则导体棒产生的电动势为0 【答案】AB 【解析】 【详解】A．若沿水平方向，导体棒切割磁感线的有效长度为L，导体棒产生的电动势为，故A正确； B．若与ab平行，则导体棒切割磁感线的有效长度为bc段的长度d，导体棒产生的电动势为，故B正确； C．若与ab垂直，则导体棒切割磁感线的有效长度为ab段的长度l，由几何关系可得，导体棒产生的电动势为，故C错误； D．若竖直向上，则导体棒切割磁感线的有效长度为a、c两点沿水平方向的距离，此距离不为0，则导体棒产生的电动势不为0，故D错误。 故选AB。 4. 如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B. A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C. 小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D. 磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．B时刻小磁铁在平衡位置上方向下运动，且靠近平衡位置，穿过线圈的磁感应强度方向向上，磁通量向上的增大，由楞次定律可知线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流，故A正确； B．A时刻，小磁铁在平衡位置上方向下运动，且靠近平衡位置，穿过线圈的磁感应强度方向向上，磁通量向上的增大，由楞次定律可知受到线圈施加的向上的阻力，线圈中所受安培力向下，故A时刻线圈对桌面的压力大于线圈的重力，故B错误； C．小磁铁做阻尼振动，A时刻和B时刻小磁铁相对平衡位置相同，小磁铁在A时刻的动能大于B时刻的动能，故C错误； D．磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能在减小，故D错误。 故选A。 5. 某同学利用图1所示电路研究自感现象，其电路图如图2所示。闭合开关待电路稳定，某时刻断开开关并开始计时，之后每隔时间变换开关状态（每次变换前，电路均已处于稳定状态）。若电源内阻不计，则通过电阻的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设定在时断开开关，此时电路已处于稳定状态。断开开关前，电感线圈支路的稳定电流为 方向向右，断开的瞬间，电源被断开。由于电感的自感作用，会产生自感电动势，阻碍自身电流的减小此时，L、R₂、R₁和电流表A构成一个新的闭合回路，电感线圈L相当于一个暂时的电源，维持电流在回路中按原方向流动，流过R₁的电流方向是从右向左，与我们规定的正方向相反，此时流过R₁的电流大小等于断开前L支路的稳定电流，随着回路中电能的消耗，电流会从开始按指数规律衰减至0；在时刻闭合开关，电路再次接通电源，R₁所在支路只含纯电阻（和电流表），没有电感元件。根据欧姆定律，流过R₁的电流会瞬间达到其稳定值电流方向从左向右，为正值，只要开关闭合，流过R₁的电流就保持I不变，电路状态按周期T交替变化，因此通过R₁的电流也呈周期性变化，开始时刻可能是开关闭合前也可以是开关闭合后，故选C。 6. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时导体棒在水平向右的恒力作用下开始运动。设导体棒MN两端的电压为U，所受安培力的大小为，通过的电流为I，速度大小为v，加速度的大小为a。关于导体棒MN开始运动后的情况，下列图像中合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】D．对MN受力分析可知 联立可知 故D正确； C．电流为 故电流与速度呈正比例关系，图像应为过原点的直线，故C错误； B．MN所受安培力为 由以上分析可知MN做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速，故安培力应随时间逐渐变大，且变大的越来越慢，最后趋于定值，故B错误； A．MN两端的电压为 故MN两端的电压应随时间逐渐变大，且变大的越来越慢，最后趋于定值，故A错误。 故选D。 7. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．导线框进入磁场中切割磁感线的有效长度与位移大小相等，导线框进入磁场中的感应电动势 此过程的感应电流 感应电流与位移大小成正比，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，即感应电流为正值，上述过程导线框的位移为L；当导线框的A出磁场后，导线框切割磁感线的有效长度始终为L，即感应电动势一定，感应电流一定，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，感应电流为正值，此过程维持的位移大小为L；当导线框的BC边开始进入磁场时，令从导线框刚刚进入磁场作为初始位置，总位移为，则磁感线的有效长度，导线框进入磁场中的感应电动势 根据右手定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，为负值，则此过程的感应电流 结合上述可知，A正确，B错误； CD．结合上述可知，导线框刚刚进入磁场时感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系；当导线框的A出磁场后，感应电流方向沿逆时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 当导线框的BC边开始进入磁场时，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，安培力方向向左，安培力为正值，大小为 可知，安培力与位移成二次函数的关系，故CD错误。 故选A。 8. 如图所示，间距为的两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接阻值为的电阻。将质量为的金属棒悬挂在固定的轻弹簧下端，弹簧的劲度系数为，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直。重力加速度大小为，除电阻外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，下降的高度达到最大速度，该过程所用时间为。则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度小于 B. 金属棒的最大速度为 C. 该过程电阻产生的焦耳热为 D. 该过程电阻产生的焦耳热等于金属棒减小的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．释放瞬间金属棒的速度为零，没有感应电流产生，不受安培力，金属棒只受重力，所以金属棒的加速度为g。故A错误； B．加速度为零时，速度最大，此时 其中 解得，故B正确； C．该过程电阻产生的焦耳热为 解得 故C错误； D．根据能量守恒可知，该过程电阻产生的焦耳热等于金属棒减小的机械能与弹簧增加的弹性势能之差，故D错误。 故选B。 二、多选题 9. 如图所示，将质量为m的闭合矩形导线框先后两次从图示位置由静止释放，穿过其下方垂直于纸面向里的匀强磁场。第一次线框恰好匀速进入磁场。已知边长为，边长为L，磁场的宽度。不计空气阻力。下列判断正确的是（　　） A. 第一次进入磁场过程中，线框减少的重力势能为 B. 第二次刚进入磁场时，线框的加速度大小为 C. 先后两次刚进入磁场时，线圈中的感应电动势之比为 D. 先后两次刚进入磁场时，两点间的电势差之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，线框第一次进入磁场的过程中，线框下降的高度为，则线框减少的重力势能为，故A错误； C．根据题意可知，由于线框两次从同一高度下降，则线框进入磁场时速度相等，设速度为，线框第一次进入磁场时，感应电动势为 线框第二次进入磁场时，感应电动势为 则先后两次刚进入磁场时，线圈中的感应电动势之比为，故C错误； B．设线框的电阻为，则线框进入磁场过程中，感应电流为 线框受到的安培力为 由题意可知，线框第一次进入磁场过程中，安培力与线框的重力大小相等，则有 则线框第二次刚进入磁场时的安培力为 设第二次刚进入磁场时，线框的加速度大小为，由牛顿第二定律有 解得，故B正确； D．根据题意可知，ab间的电阻为，第一次进入磁场时，两点间的电势差为 第二次进入磁场时，两点间的电势差为 则先后两次刚进入磁场时，两点间的电势差之比为，故D正确。 故选BD。 10. 我国第三艘航母福建舰已正式下水，如图甲所示，福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型，直流电源的电动势为E，电容器的电容为C，两条相距L的固定光滑导轨，水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m，电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态，并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电，充电结束后，再将K置于b，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B. 金属滑块在轨道上运动的最大加速度为 C. 金属滑块在轨道上运动的最大速度为 D. 金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为CE 【答案】BC 【解析】 【详解】A．开关K置于b的瞬间，金属滑块中有由P指向Q的电流通过，会在电磁力的驱动下向右加速运动，根据左手定则可知，空间存在的磁场方向应垂直纸面向里， A错误； B．开关K置于b的瞬间，流过金属滑块的电流最大，此时对应的安培力最大，滑块的加速度最大，根据牛顿第二定律可得 解得 B正确； CD．金属滑块运动后，切割磁感线产生电动势，当电容器电压与滑块切割磁感线产生电动势相等时，滑块速度不再变化，做匀速直线运动，此时速度达到最大，设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U，电容器放电过程中的电荷量变化为，放电时间为，在金属块滑动过程中，由动量定理得 电容器放电过程的电荷量变化为 根据法拉第电磁感应定律可得联立解得 联立解得 C正确，D错误。 故选BC。 三、解答题 11. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻的电流方向为。 (2)根据法拉第电磁感应定律 (3)电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知 12. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距为，导轨平面与水平面的夹角为，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为，电阻为。现将金属棒从紧靠处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值。（重力加速度取），求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中，电阻R产生的焦耳热Q； （3）金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中通过金属棒截面的电荷量q。 【答案】（1）4T （2）12J （3）14C 【解析】 【小问1详解】 金属棒速度达到最大值，金属棒所受外力为0，对棒进行分析，根据平衡条件有 金属棒中的感应电流 解得 【小问2详解】 根据能量守恒定律有 则电阻产生的焦耳热 解得 【小问3详解】 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 解得 13. 电磁滑道成为未来运动的一种设想，我们可以通过控制磁场强弱，实现对滑动速度的控制。为了方便研究，做出以下假设：如图甲所示，足够长的光滑斜面与水平面成θ角，虚线EF上方的整个区域存在如图乙规律变化且垂直导轨平面的匀强磁场，t=0时刻磁场方向垂直斜面向上（图中未画出）磁感应强度在0～t1时间内均匀变化，磁感应强度最大值为B0，t1时刻后稳定为-B0。0～t1时间内，单匝正方形闭合金属框ABCD在外力作用下静止在斜面上，金属框CD边与虚线EF的距离为d。t1时刻撤去外力，金属框将沿斜面下滑，金属框上边AB刚离开虚线EF时的速度为v1，已知金属框质量为m、边长为d，每条边电阻为R。求： （1）CD边刚过虚线EF时，AB两点间的电势差； （2）从t=0时刻到AB边经过虚线EF的过程中金属框产生的焦耳热； （3）从撤去外力到AB边经过虚线EF的总时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）CD边运动到EF的过程中由动能定理可知 AB边作为电源，AB两端的电压 解得 （2）从t=0时刻到AB边运动到EF的过程中，热量分为两部分 设t1时刻之后的过程中安培力做的功W，根据动能定理 由功能关系可知 W=Q2 （3）AB边运动到EF的过程中分为两段， 第一段CD边运动到EF的过程，设运动时间为t2，由运动学公式可知 解得 第二阶段CD经过EF直至AB与EF重合，由动量定理可知 解得 14. 相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，细杆ab、cd接入电路部分电阻分别为、。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下，从静止开始以匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。（ab起动瞬间记为0时刻）求： （1）力F随时间变化的规律； （2）经过多长时间cd杆速度达到最大； （3）经过多长时间cd杆速度减为0； （4）若ab杆从开始运动到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做了的功，求该过程中，ab杆所产生的焦耳热？ 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 对ab杆，根据牛顿第二定律得 又 可得 【小问2详解】 对cd杆，根据牛顿第二定律得 可得 当时，速度最大，解得 【小问3详解】 由 可知内cd杆做加速度逐渐减小的加速运动，根据对称性可知内cd杆做加速度逐渐增大的减速运动，在时，cd杆速度减为0。 【小问4详解】 cd杆达到最大速度时，ab杆的速度为 ab杆运动的位移 对ab棒由动能定理得 解得 由功能关系得 则ab杆所产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026合肥一中瑶海校区高二物理素质拓展1 一、单选题 1. 如图，在水平向右的匀强磁场中，一闭合导线框平行于磁场放置，导线框在磁场中运动，可以产生感应电流的是（ ） A. 导线框以左边框为轴旋转 B. 导线框以上边框为轴旋转 C. 导线框垂直纸面向外平动 D. 导线框水平向右平动 2. 高层建筑中的电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了8台永久强磁铁，磁铁极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 轿厢上下方线圈对轿厢均有阻碍作用 B. 轿厢上方与下方金属线圈中感应电流方向相同 C. 上、下方线圈都有扩张的趋势 D. 上方线圈有收缩的趋势，下方线圈有扩张的趋势 3. 如图所示，由互相垂直的两部分组成的导体棒放置在竖直平面内，两端点a、c的竖直高度差为，ab段与水平方向的夹角为，bc段的长度为d，空间存在磁感应强度大小为、垂直纸面向里的匀强磁场。现让导体棒以与磁场垂直的速度运动，下列说法正确的是（　　） A. 若沿水平方向，导体棒产生的电动势为 B. 若与ab平行，导体棒产生的电动势为 C. 若与ab垂直，导体棒产生的电动势为 D. 若竖直向上，则导体棒产生的电动势为0 4. 如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B. A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C. 小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D. 磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 5. 某同学利用图1所示电路研究自感现象，其电路图如图2所示。闭合开关待电路稳定，某时刻断开开关并开始计时，之后每隔时间变换开关状态（每次变换前，电路均已处于稳定状态）。若电源内阻不计，则通过电阻的电流随时间变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。时导体棒在水平向右的恒力作用下开始运动。设导体棒MN两端的电压为U，所受安培力的大小为，通过的电流为I，速度大小为v，加速度的大小为a。关于导体棒MN开始运动后的情况，下列图像中合理的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为。一直角边长为的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正，水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流，线框受到的安培力与线框移动距离的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，间距为的两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接阻值为的电阻。将质量为的金属棒悬挂在固定的轻弹簧下端，弹簧的劲度系数为，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直。重力加速度大小为，除电阻外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，下降的高度达到最大速度，该过程所用时间为。则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度小于 B. 金属棒的最大速度为 C. 该过程电阻产生的焦耳热为 D. 该过程电阻产生的焦耳热等于金属棒减小的机械能 二、多选题 9. 如图所示，将质量为m的闭合矩形导线框先后两次从图示位置由静止释放，穿过其下方垂直于纸面向里的匀强磁场。第一次线框恰好匀速进入磁场。已知边长为，边长为L，磁场的宽度。不计空气阻力。下列判断正确的是（　　） A. 第一次进入磁场过程中，线框减少的重力势能为 B. 第二次刚进入磁场时，线框的加速度大小为 C. 先后两次刚进入磁场时，线圈中的感应电动势之比为 D. 先后两次刚进入磁场时，两点间的电势差之比为 10. 我国第三艘航母福建舰已正式下水，如图甲所示，福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型，直流电源的电动势为E，电容器的电容为C，两条相距L的固定光滑导轨，水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m，电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态，并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电，充电结束后，再将K置于b，金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动，达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 空间存在的磁场方向为垂直纸面向外 B. 金属滑块在轨道上运动的最大加速度为 C. 金属滑块在轨道上运动的最大速度为 D. 金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为CE 三、解答题 11. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 12. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距为，导轨平面与水平面的夹角为，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为，电阻为。现将金属棒从紧靠处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值。（重力加速度取），求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中，电阻R产生的焦耳热Q； （3）金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中通过金属棒截面的电荷量q。 13. 电磁滑道成为未来运动的一种设想，我们可以通过控制磁场强弱，实现对滑动速度的控制。为了方便研究，做出以下假设：如图甲所示，足够长的光滑斜面与水平面成θ角，虚线EF上方的整个区域存在如图乙规律变化且垂直导轨平面的匀强磁场，t=0时刻磁场方向垂直斜面向上（图中未画出）磁感应强度在0～t1时间内均匀变化，磁感应强度最大值为B0，t1时刻后稳定为-B0。0～t1时间内，单匝正方形闭合金属框ABCD在外力作用下静止在斜面上，金属框CD边与虚线EF的距离为d。t1时刻撤去外力，金属框将沿斜面下滑，金属框上边AB刚离开虚线EF时的速度为v1，已知金属框质量为m、边长为d，每条边电阻为R。求： （1）CD边刚过虚线EF时，AB两点间的电势差； （2）从t=0时刻到AB边经过虚线EF的过程中金属框产生的焦耳热； （3）从撤去外力到AB边经过虚线EF的总时间。 14. 相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，细杆ab、cd接入电路部分电阻分别为、。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下，从静止开始以匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。（ab起动瞬间记为0时刻）求： （1）力F随时间变化的规律； （2）经过多长时间cd杆速度达到最大； （3）经过多长时间cd杆速度减为0； （4）若ab杆从开始运动到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做了的功，求该过程中，ab杆所产生的焦耳热？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $