精品解析：江西省多校2025-2026学年高二下学期4月学科训练物理试卷

高二4月物理学科训练 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列科学家对电磁感应的发现作出过贡献的是（　　） A. 伽利略 B. 法拉第 C. 焦耳 D. 库仑 2. 长0.2m的导体棒通有5A的电流，当导体棒置于磁感应强度大小为1T的匀强磁场中时，导体棒受到的安培力大小可能为（　　） A. 0.3N B. 2.0N C. 1.2N D. 1.5N 3. 肥皂膜的干涉条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（ ） A. 肥皂膜的截面可能是平行四边形 B. 条纹间距上面宽、下面窄的原因是底部膜的厚度变化慢，顶部膜的厚度变化快 C. 肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距会发生变化 D. 将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动 4. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框始终处于同一平面内，且垂直于纸面，则线框中感应电流的方向（） A. 一直是 B. 一直是 C. 先是，后是 D. 先是，后是 5. 云南某小型水电站通过远距离输电线路向城镇供电，简化电路图如图所示。水电站输出电压保持不变，升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线采用横截面积、电阻率的铝线。当城镇用电功率时，降压变压器输入电压。现因冬季取暖需求，城镇用电功率增加，若忽略变压器的能量损耗，下列说法正确的是（ ） A. 输电线总电阻为 B. 城镇用电功率增加，输电线上损耗的功率减小 C. 水电站到城镇的输电距离 D. 若输电线改用相同长度、横截面积为的铜线，输电线总电阻将增大 6. 如图所示，该电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关，稳定后设通过线圈的电流为，通过小灯泡的电流为，小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关，则可观察到小灯泡仍发光一小段时间后才熄灭。在小灯泡仍发光的一小段时间中，下列判断正确的是（　　） A. 线圈中电流逐渐增大 B. 线圈的端电势低于端电势 C. 小灯泡中电流由逐渐减为零，方向与相同 D. 小灯泡中电流由逐渐减为零，方向不变 7. 太空飞船在太空中由大量电荷量大小相等的正、负离子（忽略重力及粒子间的相互作用力）组成的高能粒子流作为能量来源。如图所示，装置左侧由两块间距为的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场（磁感应强度大小为）。高能粒子流以速度水平入射，最终在M、N间形成稳定电势差，给右侧平行板电容器PQ供电。靠近Q板处有放射源，可释放初速度为0、质量为、电荷量为的粒子。下列说法正确的是（ ） A. M板的电势比N板的电势高 B. M板和N板间电势差的绝对值为 C. 从释放的粒子在P、Q两板间运动时，粒子的电势能逐渐减小 D. 粒子从P板喷出时的速度 8. 下列四个选项中利用涡流原理的是（　　） A. 安检门 B. 金属探测器 C. 高频感应炉冶炼金属 D. 变压器铁芯用薄硅钢片叠合而成 9. 一块透明柱状的玻璃砖的横截面为等边三角形，如图所示，一束单色光沿（平行于的角平分线）射向，在分界面发生折射，折射光线平行于且恰好射到点（不考虑反射光线）。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃砖对单色光的折射率为 B. 保持入射点不变，逐渐减小入射角，将有光线不能从分界面射出 C. 保持入射光的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在点上方 D. 若增大入射光的频率，则光在该介质中的传播速度将减小 10. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其构成的平面均与水平面垂直，整个装置处于垂直于轨道平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将质量均为的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为，先保持棒b静止，棒a由静止释放达到匀速运动时释放棒b，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间两棒达到相同的速度。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 棒a由静止释放达到匀速运动的速度为 B. 棒b释放瞬间的加速度为 C. 两棒达到的相同速度为 D. 在时间内棒a相对于棒b运动的距离为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图甲、乙所示。 （1）下列给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 多用电表 D. 实验室用直流电压表 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 为确保实验安全，只能使用低压交流电源 B. 通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C. 变压器使用时没有能量消耗 D. 变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 12. 某学习小组用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。图甲为该玻璃砖的截面图，三角形的顶角。 （1）实验步骤如下： ①在水平放置的木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线，并画出其垂线； ②将较长的直角边沿放置，并根据玻璃砖的另外两个光学面、，在白纸上描出玻璃砖的轮廓，俯视图如图乙所示； ③在面左侧的直线上竖直插上大头针、，从AC侧透过玻璃砖观察、，插上大头针，要求能挡住____（填“”“”或“和”）的虚像； ④要确定出射光线的位置，____（填“必须”或“不必”）插第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线的夹角为，则玻璃砖的折射率_______。（结果可带根号） （2）描绘出玻璃砖的轮廓后，玻璃砖的位置发生了微小的平移（移至图丙中的虚线处，底边仍与之前的位置在同一直线上），但是该同学并未发现，仍然按照操作步骤③插上大头针，在测量时他仍将图丙中实线处作为实验中玻璃砖所处位置，则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 13. 某理想变压器如图甲所示，原、副线圈匝数比为，，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）副线圈两端电压的有效值； （2）电阻在交变电流的一个周期内产生的焦耳热。 14. 如图所示，直角三角形导线框固定于绝缘水平面，，导线框的电阻，长，空间存在方向垂直导线框向外、磁感应强度大小与时间满足关系式（的单位为，的单位为）的磁场（图中未画出），求： （1）导线框的面积； （2）感应电动势； （3）感应电流及方向。 15. 如图所示，周长为L、电阻不计的金属圆环固定在绝缘光滑水平面上，其内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻为R、长度等于圆环直径的金属棒相切于圆环的左端点A，金属棒被圆环水平直径平分，起初金属棒静止，现给金属棒水平向右的外力F，使金属棒以加速度a做匀加速直线运动。 （1）求金属棒在圆环上运动的时间t； （2）求金属棒运动到圆环的圆心时，外力的大小； （3）以A点为坐标原点，圆环的水平直径方向为x轴正方向，垂直水平直径向上为y轴正方向建立坐标系，求F与x的函数关系式； （4）求外力F的最大值及对应的x值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二4月物理学科训练 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列科学家对电磁感应的发现作出过贡献的是（　　） A. 伽利略 B. 法拉第 C. 焦耳 D. 库仑 【答案】B 【解析】 【详解】A．伽利略的核心贡献集中在力学领域，如总结自由落体运动规律、提出理想斜面实验等，未涉及电磁感应相关研究，故A错误； B．法拉第在1831年首次发现电磁感应现象，是电磁感应发现的核心贡献者，故B正确； C．焦耳的主要贡献是总结出焦耳定律，研究电流的热效应，与电磁感应发现无关，故C错误； D．库仑的主要贡献是提出库仑定律，研究静电场中点电荷的相互作用规律，与电磁感应的发现无关，故D错误。 故选B。 2. 长0.2m的导体棒通有5A的电流，当导体棒置于磁感应强度大小为1T的匀强磁场中时，导体棒受到的安培力大小可能为（　　） A. 0.3N B. 2.0N C. 1.2N D. 1.5N 【答案】A 【解析】 【详解】安培力的计算公式为 其中是导体棒电流方向与磁场方向的夹角，的取值范围是 代入数据，，，可得安培力的最大值为 因此安培力的大小范围为，只有在该范围之内。 故选A。 3. 肥皂膜的干涉条纹间距上面宽、下面窄。下列说法正确的是（ ） A. 肥皂膜的截面可能是平行四边形 B. 条纹间距上面宽、下面窄的原因是底部膜的厚度变化慢，顶部膜的厚度变化快 C. 肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距会发生变化 D. 将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，条纹也会跟着转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．肥皂膜因为自重会上面薄、下面厚，因表面张力，其截面应是一个圆滑的曲面，故A错误； B．肥皂膜顶部的厚度较薄，底部的厚度较厚，而且厚度的变化率不均匀，顶部膜的厚度变化缓慢，底部膜的厚度变化迅速，所以条纹间距上面宽，下面窄，故B错误； C．形成条纹的原因是前、后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，形成到破裂的过程肥皂膜上面越来越薄，下面越来越厚，因此出现加强点和减弱点的位置发生了变化，条纹宽度和间距发生变化，故C正确； D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，由于重力、表面张力和黏滞力等力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此并不会跟着旋转，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框始终处于同一平面内，且垂直于纸面，则线框中感应电流的方向（） A. 一直是 B. 一直是 C. 先是，后是 D. 先是，后是 【答案】B 【解析】 【分析】本题考查楞次定律的应用，关键在于先找出原磁通量的变化，再由楞次定律确定感应电流的磁场方向，最后确定感应电流． 【详解】线框由静止释放至到达最低点过程中，穿过线框的磁通量减小，且磁场方向向上，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向也向上，再由安培定则可知，感应电流的为向为d→c→b→a→d；同理，从最低点继续向左摆动过程中，穿过线框向土的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的方向是d→c→b→a→d， B正确；ACD错误； 故选B． 【点睛】楞次定律可理解为“增反减同”，在应用中要掌握其步骤，并能正确应用安培定则等相关知识． 5. 云南某小型水电站通过远距离输电线路向城镇供电，简化电路图如图所示。水电站输出电压保持不变，升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线采用横截面积、电阻率的铝线。当城镇用电功率时，降压变压器输入电压。现因冬季取暖需求，城镇用电功率增加，若忽略变压器的能量损耗，下列说法正确的是（ ） A. 输电线总电阻为 B. 城镇用电功率增加，输电线上损耗的功率减小 C. 水电站到城镇的输电距离 D. 若输电线改用相同长度、横截面积为的铜线，输电线总电阻将增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据理想变压器变压比 可得 输送回路电流 输电线电阻分压 输电线电阻，故A错误； B．城镇用电功率增加，并联负载增加，总电阻减小，等效电阻减小，输送回路电流增大，输电线上损耗的功率增大，故B错误； C．根据电阻定律 可求输送回路导线的总长度为 则水电站到城镇的输电距离，故C正确； D．根据电阻定律，改用相同长度、横截面积为的铜线后，输电线总电阻减小，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，该电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关，稳定后设通过线圈的电流为，通过小灯泡的电流为，小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关，则可观察到小灯泡仍发光一小段时间后才熄灭。在小灯泡仍发光的一小段时间中，下列判断正确的是（　　） A. 线圈中电流逐渐增大 B. 线圈的端电势低于端电势 C. 小灯泡中电流由逐渐减为零，方向与相同 D. 小灯泡中电流由逐渐减为零，方向不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．迅速断开开关瞬间，线圈中电流试图减小，根据楞次定律，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈中电流方向仍为，大小由逐渐减小，故A错误； B．此时线圈相当于电源，线圈中电流方向，即电源内部电流方向为，线圈的端电势低于端电势，故B正确； CD．断开开关后，线圈与小灯泡构成闭合回路，线圈中的电流流过小灯泡，所以小灯泡中电流由逐渐减为零，回路中电流方向为小灯泡，即通过小灯泡的电流方向与原电流方向相反，故CD错误。 故选B。 7. 太空飞船在太空中由大量电荷量大小相等的正、负离子（忽略重力及粒子间的相互作用力）组成的高能粒子流作为能量来源。如图所示，装置左侧由两块间距为的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场（磁感应强度大小为）。高能粒子流以速度水平入射，最终在M、N间形成稳定电势差，给右侧平行板电容器PQ供电。靠近Q板处有放射源，可释放初速度为0、质量为、电荷量为的粒子。下列说法正确的是（ ） A. M板的电势比N板的电势高 B. M板和N板间电势差的绝对值为 C. 从释放的粒子在P、Q两板间运动时，粒子的电势能逐渐减小 D. 粒子从P板喷出时的速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若带正电的高能粒子水平入射，用左手定则可以判断该粒子受到的洛伦兹力向下，粒子将向下偏转打在N板上，因此N板带正电，N板的电势比M板的电势高，故A错误； B．设高能粒子的电荷量为，当两板汇集了等量异种电荷，形成电场，高能粒子所受电场力与洛伦兹力等大反向后不再偏转，则根据平衡条件有 解得M板和N板间电势差的绝对值为，故B错误； C．电容器PQ带电后形成向上的匀强电场，放射源释放的粒子受到的电场力对其做正功，粒子的电势能减小，故C正确； D．放射源释放的粒子受到的电场力对其做正功，粒子的动能增大，由动能定理 解得，故D正确。 故选CD。 8. 下列四个选项中利用涡流原理的是（　　） A. 安检门 B. 金属探测器 C. 高频感应炉冶炼金属 D. 变压器铁芯用薄硅钢片叠合而成 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．通有变化电流的安检门产生变化磁场，遇到金属物品时，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响原磁场，触发报警，利用了涡流原理，故A正确； B．金属探测器与安检门原理一致，变化磁场使被测金属产生涡流，涡流的磁场反馈给探测器触发警报，利用了涡流原理，故B正确； C．高频感应炉通过交变磁场在待冶炼金属中产生涡流，利用涡流的热效应熔化金属，属于对涡流原理的利用，故C正确； D．整块铁芯在交变磁场中会产生大量涡流造成能量损耗、铁芯发热，用绝缘薄硅钢片叠合铁芯是为了阻断涡流通路、减小涡流的不利影响，不属于对涡流原理的利用，故D错误。 故选ABC。 9. 一块透明柱状的玻璃砖的横截面为等边三角形，如图所示，一束单色光沿（平行于的角平分线）射向，在分界面发生折射，折射光线平行于且恰好射到点（不考虑反射光线）。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃砖对单色光的折射率为 B. 保持入射点不变，逐渐减小入射角，将有光线不能从分界面射出 C. 保持入射光的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在点上方 D. 若增大入射光的频率，则光在该介质中的传播速度将减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．作出光路图，如图所示 等边三角形中，，入射光平行角平分线，由几何关系可知，入射角 折射光线平行，可得折射角 根据折射定律，得，故A错误； B．保持入射点Q不变，减小入射角度，折射角随之减小，则折射光线射到分界面上的入射角增大，当该入射角大于等于临界角时，将发生全反射，光线就不能射出分界面，故B正确； C．增大入射光频率，玻璃砖对光的折射率增大。入射方向不变，则入射角不变，由，可得折射角减小，折射光线向法线偏折，最终射到面的出射点在点下方，故C错误； D．光在介质中的传播速度​ 增大入射光频率，增大，因此减小，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其构成的平面均与水平面垂直，整个装置处于垂直于轨道平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将质量均为的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为，先保持棒b静止，棒a由静止释放达到匀速运动时释放棒b，从棒b释放瞬间开始计时，经过时间两棒达到相同的速度。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 棒a由静止释放达到匀速运动的速度为 B. 棒b释放瞬间的加速度为 C. 两棒达到的相同速度为 D. 在时间内棒a相对于棒b运动的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．保持棒b静止，将棒a由静止释放，棒a切割磁感线产生的感应电动势为 回路中产生的感应电流为 棒a受到的安培力为 棒a匀速运动时，合力为零，则有 代入数据解得，故A错误； B．棒b由静止释放，由左手定则可知棒b所受安培力方向沿斜面向下，a、b棒串联电流相等，两者的安培力大小相等，对b利用牛顿第二定律有 代入数据解得，故B错误； C．对a、b棒分别利用动量定理，规定向下为正方向，则有， 两式联立，解得，故C错误； D．对b棒利用动量定理，有 由法拉第电磁感应定律及电流定义式有 解得，故D正确。 故选D。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图甲、乙所示。 （1）下列给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 多用电表 D. 实验室用直流电压表 （2）关于本实验，下列说法正确的是（　　） A. 为确保实验安全，只能使用低压交流电源 B. 通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C. 变压器使用时没有能量消耗 D. 变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 【答案】（1）BC （2）A 【解析】 【小问1详解】 实验探究“变压器的电压与匝数的关系”需使用交流电源，故需使用学生电源，需使用多用电表测量交流电压，不需要使用干电池、直流电压表。 故选BC。 【小问2详解】 A．为确保实验安全，实验中要求只能使用低压交流电源，故A正确； B．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，况且这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，故B错误； C．变压器使用时有漏磁、热损耗，并非没有能量损耗，故C错误； D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故D错误。 故选A。 12. 某学习小组用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。图甲为该玻璃砖的截面图，三角形的顶角。 （1）实验步骤如下： ①在水平放置的木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线，并画出其垂线； ②将较长的直角边沿放置，并根据玻璃砖的另外两个光学面、，在白纸上描出玻璃砖的轮廓，俯视图如图乙所示； ③在面左侧的直线上竖直插上大头针、，从AC侧透过玻璃砖观察、，插上大头针，要求能挡住____（填“”“”或“和”）的虚像； ④要确定出射光线的位置，____（填“必须”或“不必”）插第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线的夹角为，则玻璃砖的折射率_______。（结果可带根号） （2）描绘出玻璃砖的轮廓后，玻璃砖的位置发生了微小的平移（移至图丙中的虚线处，底边仍与之前的位置在同一直线上），但是该同学并未发现，仍然按照操作步骤③插上大头针，在测量时他仍将图丙中实线处作为实验中玻璃砖所处位置，则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） ①. 和 ②. 不必 ③. （2）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]“插针法”要求和在一条光线上，该光线透过玻璃砖后经过，因此​需要挡住​和​的虚像。 [2]过和的光线与AB垂直，由于光垂直入射时传播方向不变，因此可以确定AC边上的出射点。则出射光线的方向可以通过AC边上的出射点和​直接确定，因此不必插第四枚大头针。 [3]光路图如图所示 入射光线垂直AB面进入玻璃砖，传播方向不变；到达AC面时，玻璃砖内的入射角 出射光线与直线的夹角为，可得空气中的折射角 根据折射定律，得 【小问2详解】 玻璃砖向右发生了微小的平移后，新的AC面与原轮廓的AC面平行，则插入的大头针向右移动。按原轮廓计算时，测得的出射光线与直线的夹角变小，得到的出射角变小，因此玻璃砖折射率的测量值小于真实值。 13. 某理想变压器如图甲所示，原、副线圈匝数比为，，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，求： （1）副线圈两端电压的有效值； （2）电阻在交变电流的一个周期内产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，原线圈输入正弦交流电的最大值 根据正弦交流电有效值与峰值的关系，原线圈电压的有效值 根据理想变压器的变压规律 已知，代入解得 【小问2详解】 由图乙可知，相邻两个峰值的间隔为周期，得交变电流周期 根据焦耳定律，一个周期内产生的焦耳热 14. 如图所示，直角三角形导线框固定于绝缘水平面，，导线框的电阻，长，空间存在方向垂直导线框向外、磁感应强度大小与时间满足关系式（的单位为，的单位为）的磁场（图中未画出），求： （1）导线框的面积； （2）感应电动势； （3）感应电流及方向。 【答案】（1） （2） （3） ，顺时针方向 【解析】 【小问1详解】 根据数学方法可知 设长为，有 面积为 【小问2详解】 由法拉第电磁感应定律得 解得 【小问3详解】 由欧姆定律得 解得 由楞次定律可得电流沿顺时针方向。 15. 如图所示，周长为L、电阻不计的金属圆环固定在绝缘光滑水平面上，其内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻为R、长度等于圆环直径的金属棒相切于圆环的左端点A，金属棒被圆环水平直径平分，起初金属棒静止，现给金属棒水平向右的外力F，使金属棒以加速度a做匀加速直线运动。 （1）求金属棒在圆环上运动的时间t； （2）求金属棒运动到圆环的圆心时，外力的大小； （3）以A点为坐标原点，圆环的水平直径方向为x轴正方向，垂直水平直径向上为y轴正方向建立坐标系，求F与x的函数关系式； （4）求外力F的最大值及对应的x值。 【答案】（1） （2） （3）， （4）， 【解析】 【小问1详解】 由题意得 根据位移时间公式，有 解得 【小问2详解】 金属棒做匀加速直线运动，有 感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 由安培力公式得 由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 根据速度-位移公式，有 根据几何关系，有 感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，有 电阻为 由安培力公式得 由牛顿第二定律得 解得，。 【小问4详解】 外力F的表达式为 外力F的表达式变形得 其中对求一阶导可知，即有极大值 因此当时，F取最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $