精品解析：吉林延边第二中学2025-2026学年高二下学期第一次阶段检测物理试卷

延边第二中学2025-2026学年度第二学期第一次阶段检测 高二年级物理试卷 考试时间：75分钟试卷满分100分 第Ⅰ卷（客观题46分） 一、选择题（共10小题，共46分。在1-7题中，每小题给出的四个选项中只有一个选项 正确，每题4分；8-10题中有多个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，选错得0分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 医院用X射线进行透视是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 B. 电磁波加载信息的方式有调谐和调频两种方式 C. 紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 D. 赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 2. R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（　　） A. 3∶1 B. C. D. 4∶3 3. 电动自行车无线充电设施如图甲所示，工作原理如图乙所示，将电动自行车停放在充电点上，无线充电桩内部的发射线圈两端与如图丙所示的交流电源接通，电动自行车上的接收线圈两端会产生有效值为、的交变电流，再经转换电路转换为直流电对电动车电池进行充电。由于存在漏磁，接收线圈磁通量为发射线圈磁通量的90%，线圈电阻均忽略不计（　　） A. 该电动车电池的内阻为 B. 发射线圈内电流内方向变化100次 C. 发射线圈和接收线圈匝数比为 D. 发射线圈的输入功率为 4. 如图所示是由线圈和电容器组成的最简单的振荡电路。先把电容器充满电。时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。时如图（b）所示，回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则（　　） A. 此振荡电路的周期 B. 时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相同 C. 时，线圈中的磁场能最大 D. 时，线圈中的自感电动势最大 5. 双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第4条与第11条亮条纹中心之间的距离D为，双缝的间距用d表示，下列说法正确的是（ ） A. 相邻亮条纹中心之间的距离为 B. 若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹 C. 为增大相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离大些，让双缝与屏之间的距离小些 D. 若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为 6. 某广场喷泉，在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示，若所有彩灯均为圆盘状，直径均为d，灯面到水面的距离均为h。已知红光在水中的折射率为，水池面积足够大。则下列说法正确的是（　　） A. 每个灯盘在水面上的发光形状为环形 B. 灯盘发出的红光能射出水面的最短时间为 C. 红光灯盘在水面上的发光面积为 D. 红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的小 7. 如图所示，、端连接一个稳压交流电源，其有效值为12V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想交流电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为、，现将滑片从正中间位置逐步上移至最上端，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片处于正中间位置时，电压表示数为 B. 滑片处于正中间位置时，定值电阻的功率最小 C. 变压器输出功率的最小值为 D. 电压表、电流表示数均减小 8. 光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C. 若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D. 如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环 9. 关于传感器，下列说法正确的是（ ） A. 干簧管可以用来做磁敏传感器，其原理是电磁感应 B. 电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作 C. 光敏电阻能够把光的频率这个光学量转换为电阻这个电学量 D. 物体1带动电感式传感器的铁芯2向右移动时，线圈自感系数变小 10. 均匀介质中两简谐波源和分别位于和处，和时和分别开始振动。时的波形如图1所示，的振动图像如图2所示，则（　　） A. 两波源的起振方向相同 B. 时两列波恰好相遇 C. 两列波叠加稳定后，在间共有8个加强点 D. 前内，平衡位置在处的质点路程为 第II卷（主观题54分） 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度，广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下电路图甲测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。已知：电动势约为3V，内阻为几十毫欧。定值电阻。 （1）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，多次记录电压表的示数U、电流表A的示数I，作出图线如图乙所示，该磷酸铁锂电池的电动势__________V，内阻__________mΩ。（以上结果均保留两位有效数字） （2）利用图甲进行测量，该电池的电动势测量值__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），电池内阻测量值__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 某实验兴趣小组用插针法测定玻璃砖的折射率。 （1）实验示意如图A，下列说法中正确的是（　　） A. 为了使的像重合，的距离应尽可能小一些 B. 为减少测量误差，的连线与法线NN＇的夹角应尽量小些 C. 为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D. 若的连线与法线NN＇夹角较大时，有可能在bb＇面发生全反射 （2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图B所示，则玻璃砖的折射率是_________。 （3）甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa＇、bb＇与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其它操作均正确，且均以aa＇、bb＇为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（填“偏大”、“偏小”或“不变”） 三、解答题（第13题10分，第14题12分，第15题16分） 13. 如图所示，为直角三棱镜的横截面，，，AC边的长度为a，一束单色光从AC边的中点D沿与AC边成角方向斜向右下射入三棱镜，从AB边上的E点（图中未画出）射出，在BC边上没有光线射出，不考虑光的多次反射。已知光在真空中的传播速度为c，三棱镜对该光的折射率为，求： （1）光束从E点射出时的出射角和BE的长度； （2）光束从D点射入到从E点射出所用的时间。 14. 如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻。匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： （1）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式； （2）电路中交流电压表示数； （3）一个周期内外力对线圈做的功。 15. 如图，足够长的平行光滑导轨与间距为， 、在同一水平面内，与垂直且、处平滑连接。水平导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为、电阻值为、长度为的硬质导体棒a静止在水平轨道上，a棒与的距离为。与a棒完全相同的导体棒b从距水平面高度的倾斜轨道上由静止释放，运动过程中a、b棒始终与导轨垂直且接触良好，b在运动过程中始终无法与a棒相碰。不计其它电阻和空气阻力，重力加速度为。 （1）求b棒刚进入磁场时，回路的电流； （2）求最终通过棒的电荷量及a、b的距离； （3）a、b棒稳定后，在释放b棒的初始位置由静止释放相同的棒c，求最终a棒上产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 延边第二中学2025-2026学年度第二学期第一次阶段检测 高二年级物理试卷 考试时间：75分钟试卷满分100分 第Ⅰ卷（客观题46分） 一、选择题（共10小题，共46分。在1-7题中，每小题给出的四个选项中只有一个选项 正确，每题4分；8-10题中有多个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，选错得0分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 医院用X射线进行透视是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 B. 电磁波加载信息的方式有调谐和调频两种方式 C. 紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 D. 赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波中穿透能力最强的是γ射线，并非X射线，医院用X射线透视是因其穿透能力较强且可区分不同密度的人体组织，故A错误； B．电磁波加载信息的过程为调制，调制分为调幅和调频两种方式，调谐是接收电磁波时筛选特定频率信号的操作，不属于加载信息的方式，故B错误； C．电磁波谱中紫外线的频率高于可见光，紫外线可用于杀菌消毒，但长时间照射会损伤人体皮肤、眼睛等组织，损害健康，故C错误； D．麦克斯韦先提出电磁场理论并预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性，故D正确。 故选D。 2. R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（　　） A. 3∶1 B. C. D. 4∶3 【答案】A 【解析】 【详解】根据有效值的定义，设图甲电压的有效值为U1，则有 解得 设图乙电压的有效值为U1，则有 解得 接在阻值大小相等的电阻上，因此有 故选A。 3. 电动自行车无线充电设施如图甲所示，工作原理如图乙所示，将电动自行车停放在充电点上，无线充电桩内部的发射线圈两端与如图丙所示的交流电源接通，电动自行车上的接收线圈两端会产生有效值为、的交变电流，再经转换电路转换为直流电对电动车电池进行充电。由于存在漏磁，接收线圈磁通量为发射线圈磁通量的90%，线圈电阻均忽略不计（　　） A. 该电动车电池的内阻为 B. 发射线圈内电流内方向变化100次 C. 发射线圈和接收线圈匝数比为 D. 发射线圈的输入功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．给电动车电池充电过程，电池为非纯电阻元件，故，故A错误； B．由丙图可知交流电周期 频率 一个周期内电流方向变化两次，故发射线圈内电流内方向变化100次，故B正确； C．由丙图可知原线圈电压的峰值 有效值 由于漏磁造成接收线圈中磁通量为无线充电器线圈磁通量的，则有 故，故C错误； D．接收线圈的输出功率 由于漏磁发射线圈的输入功率大于，故D错误。 故选B。 4. 如图所示是由线圈和电容器组成的最简单的振荡电路。先把电容器充满电。时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。时如图（b）所示，回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则（　　） A. 此振荡电路的周期 B. 时，回路电流方向与图（b）中所示电流方向相同 C. 时，线圈中的磁场能最大 D. 时，线圈中的自感电动势最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．时电容器电场强度最大（电荷量最大、电流为0），开始放电；放电完毕时电流第一次达到最大值，该过程为，由题意知 得振荡周期 ，故A错误； B．时间 ， 处于（反向放电阶段），电流方向与图（b）放电方向相反，故B错误； C．时间，即时反向放电完毕，回路电流最大，因此磁场能最大，故C正确； D．自感电动势 电流为0时电流变化率最大，自感电动势最大；时间，即此时电流最大，电流变化率为0，自感电动势最小，故D错误。 故选C。 5. 双缝干涉的实验装置如图所示，光源发出的白光通过透镜后把单缝照亮，单缝相当于一个线光源，又把双缝照亮，通过双缝的两束光产生干涉，在屏上出现彩色干涉条纹，为了测量单色光的波长，可在单缝前加上滤光片，在屏上将出现单色光的干涉条纹，用测量头测得第4条与第11条亮条纹中心之间的距离D为，双缝的间距用d表示，下列说法正确的是（ ） A. 相邻亮条纹中心之间的距离为 B. 若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹 C. 为增大相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离大些，让双缝与屏之间的距离小些 D. 若实验中所用的单色光的频率为，则双缝到屏之间的距离为 【答案】B 【解析】 【详解】A．测得第4条与第11条亮条纹中心之间的距离为，则相邻亮条纹中心之间的距离为 故A错误； B．因为激光的单色性好、相干性高，若用激光做光源，则可以直接用激光束照射双缝，即可获得干涉条纹，故B正确； C．根据条纹间距的计算公式有 为增大相邻亮条纹的间距，实验时可以让双缝间的距离小些，让双缝与屏之间的距离大些，故C错误； D．由 ，， 可得双缝到屏之间的距离为 故D错误。 故选B。 6. 某广场喷泉，在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示，若所有彩灯均为圆盘状，直径均为d，灯面到水面的距离均为h。已知红光在水中的折射率为，水池面积足够大。则下列说法正确的是（　　） A. 每个灯盘在水面上的发光形状为环形 B. 灯盘发出的红光能射出水面的最短时间为 C. 红光灯盘在水面上的发光面积为 D. 红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的小 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为彩灯为圆盘状，所以每个灯盘在水面上的发光形状为圆形，故A错误； C．设红光在水面发生全反射时临界角为C，由有 解得C=45° 结合题意，可得下图： 由几何关系可得，红光灯盘在水面上的发光面积直径为2r=d+2htanC 红光灯盘在水面上的发光面积为，选项C正确； B．灯盘发出的红光垂直射到水面时的时间最短，则能射出水面的最短时间为，选项B错误； D．结合前面分析可知，无论是何种光，灯盘在水面上的发光面积直径都为D=d+2htanC 又因为红光的频率小于绿光，所以红光的折射率小于绿光，即n红＜n绿，且 则红光临界角C较大，可知红光在水面上发光的直径较大，即红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的大，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，、端连接一个稳压交流电源，其有效值为12V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想交流电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为、，现将滑片从正中间位置逐步上移至最上端，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片处于正中间位置时，电压表示数为 B. 滑片处于正中间位置时，定值电阻的功率最小 C. 变压器输出功率的最小值为 D. 电压表、电流表示数均减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．将变压器与滑动变阻器等效为一个电阻，则等效电阻值 滑动变阻器的滑片处于正中间位置时，等效电阻 根据欧姆定律可知，此时原线圈两端电压 根据电压匝数关系有 解得 故A错误； B．结合上述可知，滑动变阻器接入电阻越大，变压器与滑动变阻器的等效电阻越大，则原线圈中电流越小，定值电阻的功率越小，可知，滑片处于最上端时，定值电阻的功率最小，故B错误； C．将电源与定值电阻等效为一个新电源，该新电源输出功率即为变压器输出功率，则有 结合上述可知，等效电阻的最大值为 根据对勾函数可知，当等效电阻阻值等于定值电阻阻值时，变压器输出功率最大，滑动变阻器滑片从正中间向上滑动过程，变压器输出功率先增大后减小，滑片在正中间时，变压器输出功率 滑片在最上端时，变压器输出功率 可知，变压器输出功率的最小值为，故C正确； D．滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电阻增大，等效电阻增大，原线圈中电流减小，根据电流匝数关系可知，副线圈中电流减小，即电流表示数减小，由于原线圈中电流减小，则定值电阻承担电压减小，原线圈输入电压增大，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压增大，即电压表示数增大，故D错误。 故选C。 8. 光的干涉现象在生活中有许多应用。图甲所示是利用干涉现象检查平面平整度的装置，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中上板是待检测的光学元件，下板是标准样板 B. 若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变疏 C. 若图丙为俯视图甲所示装置时看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷 D. 如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，单色光从上方竖直射下，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环 【答案】BC 【解析】 【详解】A．题图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误； B．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则题图乙中的干涉条纹变疏，故B正确； C．题图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷，故C正确； D．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，光程差是光的半个波长的偶数倍为明条纹，是光的半个波长的奇数倍为暗条纹，空气膜的厚度变化从中心向周围越来越快，则可以看到内疏外密的明暗相间的同心圆环，故D错误。 故选BC。 9. 关于传感器，下列说法正确的是（ ） A. 干簧管可以用来做磁敏传感器，其原理是电磁感应 B. 电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作 C. 光敏电阻能够把光的频率这个光学量转换为电阻这个电学量 D. 物体1带动电感式传感器的铁芯2向右移动时，线圈自感系数变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．干簧管在有磁场作用时，内部的金属片会吸合，从而实现电路的通断，所以干簧管是将磁信号转化为电路通断的传感器，原理不是电磁感应，故A错误； B．电容器的电容与极板间距离有关系，电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作，利用电容大小的变化，将声音信号转化为电信号，故B正确； C．光敏电阻能够把光的强度这个光学量转换为电阻这个电学量，不是频率，故C错误； D．物体1带动电感式传感器的铁芯2向右移动时，线圈中插入铁芯的长度变小，线圈的自感系数变小，故D正确。 故选BD。 10. 均匀介质中两简谐波源和分别位于和处，和时和分别开始振动。时的波形如图1所示，的振动图像如图2所示，则（　　） A. 两波源的起振方向相同 B. 时两列波恰好相遇 C. 两列波叠加稳定后，在间共有8个加强点 D. 前内，平衡位置在处的质点路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】由图 1 可知，时发出的波传播到处，波速 波长，周期 根据波形平移法，处质点起振方向向下，故起振方向向下。由图 2 可知，在 时开始振动，起振方向向上，周期， A．起振方向向下，起振方向向上，方向相反，故 A 错误。 B．时，波传播距离 到达 处；波传播时间 传播距离 到达处。两列波恰好相遇，故 B 正确。 C．根据 当时，满足条件，共10个点，故C错误。 D．处质点。波在时传到，波在时传到。 内，只有的波，质点振动2个周期，路程 内，两波叠加。由于两波起振方向相反，叠加后路程 总路程 ，故 D 正确。 故选BD。 第II卷（主观题54分） 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 磷酸铁锂电池具有较高的安全性和能量密度，广泛应用于我国的电动汽车。某同学利用以下电路图甲测量单体磷酸铁锂电池的电动势和内阻。已知：电动势约为3V，内阻为几十毫欧。定值电阻。 （1）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，多次记录电压表的示数U、电流表A的示数I，作出图线如图乙所示，该磷酸铁锂电池的电动势__________V，内阻__________mΩ。（以上结果均保留两位有效数字） （2）利用图甲进行测量，该电池的电动势测量值__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），电池内阻测量值__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 3.2 ②. 83 （2） ①. 偏小 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 由图乙可知，图像的截距 斜率的绝对值 【小问2详解】 [1][2]考虑到电压表的分流作用，设电压表内阻为，根据闭合电路欧姆定律有 化简得 所以图像的截距 斜率的绝对值 故，。 12. 某实验兴趣小组用插针法测定玻璃砖的折射率。 （1）实验示意如图A，下列说法中正确的是（　　） A. 为了使的像重合，的距离应尽可能小一些 B. 为减少测量误差，的连线与法线NN＇的夹角应尽量小些 C. 为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D. 若的连线与法线NN＇夹角较大时，有可能在bb＇面发生全反射 （2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图B所示，则玻璃砖的折射率是_________。 （3）甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa＇、bb＇与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其它操作均正确，且均以aa＇、bb＇为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【答案】（1）C （2）1.5 （3） ①. 偏小 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 A．为了使的像重合，的距离适当即可，不需要尽可能小，故A错误； B．为了减小误差。入射角应适当大一些，即、的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误； C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故C正确； D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖内下表面发生全反射，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 由折射率公式得 【小问3详解】 [1]图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线路如图虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小。 [2]图②乙同学测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 三、解答题（第13题10分，第14题12分，第15题16分） 13. 如图所示，为直角三棱镜的横截面，，，AC边的长度为a，一束单色光从AC边的中点D沿与AC边成角方向斜向右下射入三棱镜，从AB边上的E点（图中未画出）射出，在BC边上没有光线射出，不考虑光的多次反射。已知光在真空中的传播速度为c，三棱镜对该光的折射率为，求： （1）光束从E点射出时的出射角和BE的长度； （2）光束从D点射入到从E点射出所用的时间。 【答案】（1）45°； （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意做图，如图所示 根据折射定律有 解得 根据几何关系可知 同理根据折射定律有 解得 根据几何关系可知 则 其中 解得 【小问2详解】 光在介质中的传播速度为 传播时间为 14. 如图所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻。匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求： （1）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式； （2）电路中交流电压表示数； （3）一个周期内外力对线圈做的功。 【答案】（1） （2） （3）25J 【解析】 【小问1详解】 图中位置为中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0，感应电流为0，故线圈转动过程中产生的为正弦交流电，设其交变电流的瞬时值表达式为 线圈转动的角速度为 电动势的最大值为 则交变电流的最大值为 故交变电流的瞬时值表达式为 【小问2详解】 交变电流的有效值为 电路中交流电压表示数等于外电阻两端的电压，则有 【小问3详解】 根据能量守恒，可知一个周期内外力对线圈做的功等于整个电路产生的焦耳热，则有 其中 联立解得 故外力做的功为 15. 如图，足够长的平行光滑导轨与间距为， 、在同一水平面内，与垂直且、处平滑连接。水平导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为、电阻值为、长度为的硬质导体棒a静止在水平轨道上，a棒与的距离为。与a棒完全相同的导体棒b从距水平面高度的倾斜轨道上由静止释放，运动过程中a、b棒始终与导轨垂直且接触良好，b在运动过程中始终无法与a棒相碰。不计其它电阻和空气阻力，重力加速度为。 （1）求b棒刚进入磁场时，回路的电流； （2）求最终通过棒的电荷量及a、b的距离； （3）a、b棒稳定后，在释放b棒的初始位置由静止释放相同的棒c，求最终a棒上产生的总焦耳热。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）棒下滑时，根据动能定理可得 解得 刚切割磁感线时，产生的电动势为 回路的电流为 联立解得 （2）因为轨道光滑，且a、b两棒无法相碰，因此最终a、b两棒共速，、两棒组成的系统满足动量守恒，则有 解得 对于棒，根据动量定理可得 又 联立解得通过棒的电荷量为 又设b棒比a棒多走的位移为，则有 可得 a、的距离为 （3）当c棒运动达到稳定后，根据动量守恒可得 解得 此过程中回路产生的总焦耳热为 此过程中a棒产生的焦耳热为 第一次b棒下滑后与a棒共速的过程中，回路产生的总焦耳热为 a棒产生的焦耳热为 最终棒上产生的总焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $