精品解析：重庆市璧山中学校2025-2026学年高二下学期4月月考物理试题

重庆市璧山中学校2025—2026学年高二下学期4月月考 物理试题 本卷共15小题，考试时间75分钟，满分100分 单项选择题（本题共7小题，每小题4分，在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 关于楞次定律，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 B. 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 C. 楞次定律是能量守恒定律的一种体现 D. 感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 2. 下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（ ） A. 图甲中金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大直导线中的电流，圆形线圈中一定有感应电流 B. 图乙中长方形金属线圈在匀强磁场中垂直磁场向右加速运动时，线圈中一定有感应电流 C. 图丙中的闭合导线框以为轴在磁场中旋转，一定会产生感应电流 D. 图丁中金属杆在力作用下向右运动过程中，同时磁场逐渐减弱，回路一定会产生感应电流 3. 如图所示，水平放置的匝矩形线框面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面成角斜向上，现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知，，关于矩形线框的磁通量，下列说法正确的是（ ） A. 初态磁通量大小为 B. 末态磁通量大小为 C. 磁通量变化量的大小为 D. 磁通量变化量的大小为 4. 如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，、是两个相同的小灯泡。下列说法不正确的是（ ） A. 开关闭合直到稳定，先亮，后亮 B. 开关闭合直到稳定，、同时亮，然后熄灭 C. 开关闭合且达到稳定后再断开时，立即熄灭 D. 开关闭合且达到稳定后再断开时，闪亮之后熄灭 5. 如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度随时间的变化关系为为正的常量，线圈电阻为，则磁感应强度从增大到时间内（ ） A. 线圈中电子沿顺时针方向定向移动 B. 线圈面积有缩小的趋势 C. 线圈中产生的焦耳热为 D. 通过导线横截面的电荷量为 6. 如图，用同一材料制作的粗细均匀的单匝正方形线圈在外力控制下，以恒定速度向右匀速穿过磁感应强度为的匀强磁场区域，磁场宽度大于线圈边长。下列分析正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，间电势差为 B. 线圈完全处于磁场中时，间电势差为0 C. 若速度变为，则整个过程线圈中产生的热量将变为原来的4倍 D. 若速度变为，则进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量变为原来的4倍 7. 如图所示，半径为的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为的三根金属辐条、、，辐条互成120°角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷和导线与一阻值为的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上。在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 外接电阻中的电流向左 B. 外接电阻两端的电压大小为 C. 金属轮转动一周，产生的焦耳热为 D. 外力做功的功率大小为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。有选错的得0分） 8. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中小磁针放在超导环形电流中间，静止时小磁针的指向如图甲所示 B. 摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框也会转动起来，这是电磁阻尼作用 C. 将图丙中用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过的电流自下而上 D. 图丁是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 9. 如图所示，光滑水平绝缘桌面上直线边界右侧存在范围足够大的匀强磁场。正方形单匝导线框平放在桌面上，其对角线与垂直。现使线框获得一速度后向右运动。从c点进入磁场瞬间，在c点对线框施加水平向右的力F，使线框保持原速度做匀速直线运动。已知线框速度始终与垂直，线框进入磁场的过程中，线框中的感应电流大小用表示，线框的位移用x表示，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图，水平面内固定一间距为、电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨，中间区域没有磁场。导轨左、右两侧分别处于竖直向下、向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为。金属棒、垂直静置于导轨上，其质量均为，电阻均为。棒静止在左侧的磁场边界，棒静止在中间区域的某一位置，当棒以的初速度水平向左运动，同时棒以的初速度水平向右运动。在棒向左运动时，棒刚好向右进入磁场，忽略两棒间的作用力。则（ ） A. 棒向左运动过程中通过棒的电量为 B. 棒向左运动时的速度大小为 C. 当棒进入磁场后两棒系统动量守恒 D. 最终两棒的速度等大反向 三、实验题（本大题2个小题，共14分，按要求把答案填在答题卡相应的位置） 11. 某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流。回答下列问题： （1）与、、、的关系式为__________。 （2）根据记录数据作出图像，如图（b）所示。已知，可得__________。（保留两位有效数字） （3）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果会带来__________（选填系统误差或者偶然误差）。 12. 如图甲所示为多用电表中欧姆挡的电路图，其中：直流电源（电动势、内阻），直流电流表（量程、内阻），定值电阻（、），电阻箱（阻值）。通过控制单刀双掷开关和调节电阻箱，可使欧姆挡具有“和”两种倍率。图乙是表盘，欧姆挡刻度线正中央的数字是15． （1）图甲中当单刀双掷开关拨到1，欧姆表的倍率为__________（选中或者）；将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使电流表达到满偏，此时电阻箱的阻值为__________。 （2）当单刀双掷开关拨到2，将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使电流表再次满偏，就改装成了另一倍率的欧姆挡，此时将红黑表笔去连接一个量程为15V的电压表，红表笔应该连接电压表的__________（填正或者负）接线柱，如果此时电压表的指针恰好指5v处，则电压表的内阻为__________。 四、计算题（本大题3个小题，共43分，解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈的半径为，电阻为，匝数为匝，半径也为的圆形磁场恰好垂直于线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，其中，，，其余导线的电阻不计。闭合开关S，求： （1）回路感应电动势的大小； （2）时间内，产生的焦耳热。 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直放置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，，导轨的宽度和金属棒的长度相等，均为。金属棒在水平向右的恒力作用下静止开始做变加速直线运动，拉力，经过恰好达最大速度，此时撤去拉力，之后金属棒做减速运动，最后静止。金属棒电阻，导轨电阻不计，重力加速度取。求： （1）最大速度的大小： （2）金属棒两端的最大电压； （3）金属棒运动总位移的大小。 15. 如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面夹角为，间距为，在导轨之间接有阻值为的定值电阻，质量为，电阻为的金属杆由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量为的重物相连，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨最下端靠近电阻处，将重物和金属杆由静止释放，当金属杆运动到点（图中未画出）时，此时重物已经开始匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，金属杆与金属导轨的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，，，求： （1）重物匀速下降的速度； （2）金属杆从释放到点的过程中，定值电阻中产生的焦耳热； （3）若金属杆到达点后，磁感应强度开始发生变化，致使金属杆开始向上以的加速度向上匀加速运动，试写出磁感应强度随时间变化的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市璧山中学校2025—2026学年高二下学期4月月考 物理试题 本卷共15小题，考试时间75分钟，满分100分 单项选择题（本题共7小题，每小题4分，在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 关于楞次定律，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 B. 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 C. 楞次定律是能量守恒定律的一种体现 D. 感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是“阻止”，A错误； B．原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场应与原磁场反向（阻碍 “增加”），B错误； C．楞次定律体现了能量守恒（阻碍过程需要外力做功，将其他形式的能转化为电能），是能量守恒在电磁感应中的必然结果，C正确； D．感应电流的磁场并非 “总是反向”，而是 “阻碍变化”：原磁通量增加时反向，原磁通量减少时同向，D错误。 故选C。 2. 下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（ ） A. 图甲中金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大直导线中的电流，圆形线圈中一定有感应电流 B. 图乙中长方形金属线圈在匀强磁场中垂直磁场向右加速运动时，线圈中一定有感应电流 C. 图丙中的闭合导线框以为轴在磁场中旋转，一定会产生感应电流 D. 图丁中金属杆在力作用下向右运动过程中，同时磁场逐渐减弱，回路一定会产生感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．通电直导线的磁场是环形磁场，线圈水平放置在正下方，穿过线圈的磁通量始终为0。增大直导线电流，磁通量仍为0，磁通量没有变化，因此线圈中没有感应电流，故A错误； B．长方形线圈整体处于匀强磁场中，向右运动时，磁感应强度不变，线圈面积不变，因此磁通量不变，线圈中没有感应电流，故B错误； C．磁场竖直向下，转轴是垂直于磁场的水平轴，闭合线框绕轴旋转时，穿过线框的磁通量随旋转不断变化，闭合回路磁通量变化，因此一定产生感应电流，故C正确； D．磁通量，金属杆右移使回路面积增大，磁场减弱使减小，若的乘积保持不变，则磁通量不变，不会产生感应电流，因此不是一定会产生感应电流，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，水平放置的匝矩形线框面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面成角斜向上，现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知，，关于矩形线框的磁通量，下列说法正确的是（ ） A. 初态磁通量大小为 B. 末态磁通量大小为 C. 磁通量变化量的大小为 D. 磁通量变化量的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框水平放置，磁场与水平面成，垂直于线框平面的磁感应强度分量为，因此初态磁通量，故A错误； B．线框绕顺时针转到竖直位置后，垂直于线框平面的磁感应强度分量为，且穿过线框的方向与初态相反，因此末态磁通量 末态磁通量大小为，故B错误； CD．，变化量与匝数无关，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，、是两个相同的小灯泡。下列说法不正确的是（ ） A. 开关闭合直到稳定，先亮，后亮 B. 开关闭合直到稳定，、同时亮，然后熄灭 C. 开关闭合且达到稳定后再断开时，立即熄灭 D. 开关闭合且达到稳定后再断开时，闪亮之后熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】AB． 刚闭合开关时，的自感电动势阻碍电流增大，电流同时通过​、​，两灯同时亮起；电路稳定后，电阻很小，被短路，逐渐熄灭，总电阻减小，​亮度增加，故A错误符合题意，B正确不符合题意； C．断开开关后，电源被切断，所在干路直接断电，​立即熄灭，故C正确，不符合题意； D．因自感阻碍电流减小，会和组成闭合回路，由于稳定时中的电流远大于原电流，因此会闪亮一下后逐渐熄灭，故D正确，不符合题意。 故选A。 5. 如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度随时间的变化关系为为正的常量，线圈电阻为，则磁感应强度从增大到时间内（ ） A. 线圈中电子沿顺时针方向定向移动 B. 线圈面积有缩小的趋势 C. 线圈中产生的焦耳热为 D. 通过导线横截面的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为顺时针，因此电子运动方向为逆时针，故A错误； B．线圈不在磁场中，不受安培力作用，无收缩扩张的趋势，故B错误； C．线圈中磁通量的变化率为 由法拉第电磁感应定律可知，线圈中的感应电动势为 线圈中产生的焦耳热为 其中 联立可得，故C正确； D．通过导线横截面的电荷量为，故D错误。 故选C。 6. 如图，用同一材料制作的粗细均匀的单匝正方形线圈在外力控制下，以恒定速度向右匀速穿过磁感应强度为的匀强磁场区域，磁场宽度大于线圈边长。下列分析正确的是（ ） A. 线圈进入磁场过程中，间电势差为 B. 线圈完全处于磁场中时，间电势差为0 C. 若速度变为，则整个过程线圈中产生的热量将变为原来的4倍 D. 若速度变为，则进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量变为原来的4倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场时，边切割磁感线，产生的感应电动势 相当于电源，内阻为​，间电势差为外电压，故A错误； B．线圈完全在磁场中运动时，总感应电流为0，但、都切割磁感线，各自产生大小为的感应电动势，因此间电势差等于感应电动势，不为0，故B错误； C．整个过程只有进入和离开磁场两个阶段有感应电流，总时间​ 焦耳热量 可见，速度变为时，热量变为原来的4倍，故C正确； D．进入过程通过横截面的电荷量 ​与速度无关，因此电荷量不变，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，半径为的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为的三根金属辐条、、，辐条互成120°角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷和导线与一阻值为的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上。在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 外接电阻中的电流向左 B. 外接电阻两端的电压大小为 C. 金属轮转动一周，产生的焦耳热为 D. 外力做功的功率大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据右手定则，圆心电势低于圆环边缘电势。 由图可知，定值电阻左端接，右端接，因此电流从左向右流过，即电流向右，故A错误； B．转动切割磁感线产生的感应电动势 由于磁场范围，辐条互成，因此任意时刻只有1根辐条在磁场中切割，该辐条作为电源，内阻 另外2根不切割的辐条（电阻各为）与外接电阻并联在外电路。 外电路总电阻 ​ 总电阻 总电流  外电路电压（即外接两端电压） ，故B正确； C．匀速转动总功率等于电路总热功率 转动一周周期 总焦耳热 ，故C错误； D．匀速转动时，外力功率等于电路总功率 ，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。有选错的得0分） 8. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A. 图甲中小磁针放在超导环形电流中间，静止时小磁针的指向如图甲所示 B. 摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框也会转动起来，这是电磁阻尼作用 C. 将图丙中用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过的电流自下而上 D. 图丁是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据安培右手螺旋定则，甲图中逆时针环形电流，内部磁场方向垂直纸面向外，小磁针静止时极应指向磁场方向（垂直纸面向外），与图中小磁针指向不符，故A错误； B．蹄形磁铁转动时，铝框中产生感应电流，感应电流阻碍铝框和磁铁的相对运动，使铝框随磁铁同方向转动，这是电磁驱动，不是电磁阻尼，故B错误； C．铜盘可视为无数根半径切割磁感线，从左侧看顺时针转动铜盘，磁场向右，根据右手定则，铜盘内感应电流方向为从中心流向边缘，因此电阻中电流方向为自下而上，故C正确； D．真空冶炼炉的原理就是：线圈通入高频交流电，产生变化的磁场，使炉内金属中产生涡流，利用涡流的热效应加热冶炼金属，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，光滑水平绝缘桌面上直线边界右侧存在范围足够大的匀强磁场。正方形单匝导线框平放在桌面上，其对角线与垂直。现使线框获得一速度后向右运动。从c点进入磁场瞬间，在c点对线框施加水平向右的力F，使线框保持原速度做匀速直线运动。已知线框速度始终与垂直，线框进入磁场的过程中，线框中的感应电流大小用表示，线框的位移用x表示，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】设正方形线框的边长为l，电阻为R，当时，线框中的有效长度为 线框中的感应电动势为 线框中的感应电流大小为 线框受到的安培力为 由于线框匀速运动，因此线框受到的安培力与F相等，有 当时，线框中的有效长度为 线框中的感应电动势为 线框中的感应电流大小为 线框受到的安培力为 由于线框匀速运动，因此线框受到的安培力与F相等，有 综上所述，电流I的图像为关于成轴对称的两条线段，力F图像为关于成轴对称的两条抛物线。 故选AD。 10. 如图，水平面内固定一间距为、电阻不计且足够长的光滑平行金属导轨，中间区域没有磁场。导轨左、右两侧分别处于竖直向下、向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为。金属棒、垂直静置于导轨上，其质量均为，电阻均为。棒静止在左侧的磁场边界，棒静止在中间区域的某一位置，当棒以的初速度水平向左运动，同时棒以的初速度水平向右运动。在棒向左运动时，棒刚好向右进入磁场，忽略两棒间的作用力。则（ ） A. 棒向左运动过程中通过棒的电量为 B. 棒向左运动时的速度大小为 C. 当棒进入磁场后两棒系统动量守恒 D. 最终两棒的速度等大反向 【答案】BD 【解析】 【详解】A．棒向左运动过程所用时间为，则该过程产生的平均感应电动势为 由欧姆定律可得，回路中的感应电流为 因此该过程中通过棒的电量为 代入数据可得，A错误； B．棒向左运动过程中受到的安培力大小为 根据动量定理，棒动量变化量等于棒受到安培力的冲量，有 联立，代入数据得，B正确； C D．当棒进入磁场后，由于，棒两端电势差大于棒两端电势差，回路中电流方向为逆时针方向；由于左右两侧磁场等大反向，根据左手定则，棒和棒受到的安培力方向相同，动量不守恒。因此棒减速，棒加速，当两棒速度大小相等后，回路的磁通量保持不变，回路中无感应电动势，无电流，两棒匀速运动，速度等大反向，C错误、D正确。 故选 BD。 三、实验题（本大题2个小题，共14分，按要求把答案填在答题卡相应的位置） 11. 某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流。回答下列问题： （1）与、、、的关系式为__________。 （2）根据记录数据作出图像，如图（b）所示。已知，可得__________。（保留两位有效数字） （3）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果会带来__________（选填系统误差或者偶然误差）。 【答案】（1） （2）2.3 （3）系统误差 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律得 整理得 【小问2详解】 由 ​ 可知图像的斜率，纵截距 联立得 从图像读取纵轴截距，斜率 联立解得 【小问3详解】 电流传感器本身的电阻会被计入干电池内阻的测量值，该误差由实验器材不完善引起，属于系统误差。 12. 如图甲所示为多用电表中欧姆挡的电路图，其中：直流电源（电动势、内阻），直流电流表（量程、内阻），定值电阻（、），电阻箱（阻值）。通过控制单刀双掷开关和调节电阻箱，可使欧姆挡具有“和”两种倍率。图乙是表盘，欧姆挡刻度线正中央的数字是15． （1）图甲中当单刀双掷开关拨到1，欧姆表的倍率为__________（选中或者）；将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使电流表达到满偏，此时电阻箱的阻值为__________。 （2）当单刀双掷开关拨到2，将红、黑表笔短接，调节电阻箱，使电流表再次满偏，就改装成了另一倍率的欧姆挡，此时将红黑表笔去连接一个量程为15V的电压表，红表笔应该连接电压表的__________（填正或者负）接线柱，如果此时电压表的指针恰好指5v处，则电压表的内阻为__________。 【答案】（1） ①. ②. 3.2 （2） ①. 负 ②. 300 【解析】 【小问1详解】 [1] 当单刀双掷开关拨到1时，与串联后再与​并联，分流更大，总满偏电流更大，欧姆表总内阻更小。  满偏时电流，所在支路总电阻 支路电压 ​支路电流 总满偏电流 总内阻 已知欧姆表中央刻度数字为15，因此中值电阻对应倍率。 [2]由电路结构可得 并联电阻 代入计算得 【小问2详解】 [1] 欧姆表内部电源的负极接红表笔，电流从黑表笔流出、从电压表正接线柱流入，因此红表笔应接电压表的负接线柱。 [2] 开关拨到2时，短接满偏后欧姆表总内阻 外接电压表后，电路为与电压表内阻​串联，电压表读数 由闭合电路欧姆定律,且 代入解得 四、计算题（本大题3个小题，共43分，解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈的半径为，电阻为，匝数为匝，半径也为的圆形磁场恰好垂直于线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示，其中，，，其余导线的电阻不计。闭合开关S，求： （1）回路感应电动势的大小； （2）时间内，产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得回路感应电动势的大小 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可得回路电流为 则时间内，产生的焦耳热为 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直放置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，，导轨的宽度和金属棒的长度相等，均为。金属棒在水平向右的恒力作用下静止开始做变加速直线运动，拉力，经过恰好达最大速度，此时撤去拉力，之后金属棒做减速运动，最后静止。金属棒电阻，导轨电阻不计，重力加速度取。求： （1）最大速度的大小： （2）金属棒两端的最大电压； （3）金属棒运动总位移的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当金属棒速度最大时，加速度为0，拉力与安培力平衡  此时电动势 回路中电流 安培力 整理得 解得 【小问2详解】 速度最大时，感应电动势最大，金属棒两端电压（路端电压）最大。最大感应电动势  金属棒两端电压为外电阻两端的电压  【小问3详解】 对金属棒整个运动过程应用动量定理 整理安培力冲量 回路中平均电动势 回路中平均电流 其中总电荷量​ 解得总位移 15. 如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面夹角为，间距为，在导轨之间接有阻值为的定值电阻，质量为，电阻为的金属杆由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量为的重物相连，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨最下端靠近电阻处，将重物和金属杆由静止释放，当金属杆运动到点（图中未画出）时，此时重物已经开始匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，金属杆与金属导轨的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，，，求： （1）重物匀速下降的速度； （2）金属杆从释放到点的过程中，定值电阻中产生的焦耳热； （3）若金属杆到达点后，磁感应强度开始发生变化，致使金属杆开始向上以的加速度向上匀加速运动，试写出磁感应强度随时间变化的关系式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 匀速时整体受力平衡，沿运动方向有  安培力  由法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律可得 联立解得 【小问2详解】 对系统由能量守恒可得 计算得  串联电路中焦耳热与电阻成正比 【小问3详解】 对整体由牛顿第二定律  代入已知数值解得 因此感应电流，感应电动势，由法拉第电磁感应定律得回路磁通量保持不变 时，磁通量 时刻，杆的位移 回路面积 由得 化简得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $