精品解析:云南省曲靖市罗平县第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷
2026-06-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 云南省 |
| 地区(市) | 曲靖市 |
| 地区(区县) | 罗平县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.52 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58399839.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年高二下学期期末考试
物理试卷
满分 100 分,考试时间 75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 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,将本试卷和答题卡交回。
一、选择题(本题共10题,其中1-7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,8-10题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 开发更为安全清洁的能源是人类不懈的追求。关于核反应,下列说法正确的是( )
A. 该核反应属于重核的裂变 B. 该核反应属于轻核的聚变
C. 该核反应过程没有质量亏损 D. 目前核电站利用的就是该核反应所释放的能量
【答案】B
【解析】
【详解】AB.该核反应属于轻核的聚变。故A错误;B正确;
C.该核反应过程有质量亏损。故C错误;
D.目前核电站利用的就是重核的裂变所释放的能量。故D错误。
故选B。
2. 如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,质点Q的平衡位置为x=4m。计时开始后,t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置,下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的周期为8s B. 质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动
C. 该简谐横波的传播速度为2m/s D. 质点P在0~2s内通过的路程为0.1m
【答案】A
【解析】
【详解】A.波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知t=0时质点Q向下振动,t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置,则该简谐横波的周期为,故A正确;
B.波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动,故B错误;
C.由题图可知,波长为 ,则该简谐横波的传播速度为 ,故C错误;
D.由于t=0时刻质点P不是处于平衡位置或最大位移处,所以在0~2s内,即经过,质点P通过的路程,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中,下列选项正确的是( )
A. 线圈对桌面的压力总大于重力 B. 线圈总有扩张的趋势
C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.磁体向下运动时,穿过线圈的磁通量增加,线圈有缩小趋势,磁体对线圈的作用力为向下的排斥力,线圈对桌面的压力大于重力;磁体向上运动时,穿过线圈的磁通量减少,线圈有扩张趋势,磁体对线圈的作用力为向上的吸引力,线圈对桌面的压力小于重力,故A、B错误;
C.磁体上下运动,弹簧长度时而增大时而减小,所以弹簧弹性势能时而变大时而变小,故C错误;
D.磁体上下运动过程中,线圈对磁体的作用力对磁体始终做负功,所以磁体和弹簧系统的机械能一直减小,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方,磁铁的左端为N极,右端为S极,开始时导线处于水平静止状态,当导线中通以由a向b的电流时,导线ab的运动情况是(从上往下看)( )
A. 顺时针方向转动,同时上升
B. 顺时针方向转动,同时下降
C. 逆时针方向转动,同时上升
D. 逆时针方向转动,同时下降
【答案】D
【解析】
【详解】在导线两侧取两小段,左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外,右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里,从上往下看,知导线逆时针转动,当转动时,导线所受的安培力方向向下,所以导线的运动情况为逆时针转动,同时下降,ABC错误,D正确。
故选D。
5. 一定质量的理想气体经状态循环一次的过程中,其压强p与密度的关系图像如图所示,图中与p轴平行,与轴平行,若已知气体在状态A时温度为,则下列说法正确的是( )
A. 气体在过程中,内能增大
B. 状态C时,气体的温度为
C. 状态B时,气体的压强为
D. 气体在过程中,单位时间内与器壁单位面积撞击的分子个数增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据 ,
可得
由题图可知气体在过程中,气体温度不变,内能不变,故A错误;
B.对比A、C状态可得
可得状态C时,气体的温度为
故B正确;
C.因为过程中,气体温度不变,对比A、B状态可得,
可得状态B时,气体的压强为
故C错误;
D.气体在过程中,气体压强不变,根据,可知气体温度升高,分子的平均动能增大,根据压强微观意义可知,单位时间内与器壁单位面积撞击的分子个数减少,故D错误。
故选B。
6. 如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
B. 在真空中光束b的速度大于光束c的速度
C. b光的频率小于c光的频率
D. 遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.b光的偏折程度比c光的偏折程度大,所以玻璃对b光的折射率大于对c光的折射率,故A正确;
B.在真空中光束b的速度与光束c的速度相等,故B错误;
C.光的频率越大,透明介质对该光的折射率越大,所以,b光的频率大于c光的频率,故C错误;
D.b光的频率大于c光的频率,则b光的波长小于c光的波长,所以遇到障碍物时c光更容易产生明显的衍射现象,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J.下列说法中正确的是( )
A. 金属块带负电荷
B. 金属块克服电场力做功8J
C. 金属块的电势能减少4J
D. 金属块的机械能减少12J
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.金属块滑下的过程中动能增加了12 J,由动能定理知
WG+Wf+WF=ΔEk
摩擦力做功
Wf=-8 J
重力做功
WG=24 J
解得电场力做功
WF=-4 J
电场力做负功,金属块带正电荷,电势能增加了4 J,故ABC错误;
D.由功能关系可知机械能的变化量
ΔE=Wf+WF=-12 J
即机械能减少了12 J,故D正确。
故选D。
8. 下列关于一定质量的理想气体的说法正确的是( )
A. 气体温度升高,则每个气体分子热运动的速率均增大
B. 气体温度升高,其分子平均动能一定增加
C. 当体积增大时,其温度和内能一定减小
D. 若体积减小、温度不变,其压强一定增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.气体温度升高,气体分子平均动能增大,并非每个气体分子热运动的速率均增大,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,气体温度升高,则分子的平均动能增大,故B正确;
C.一定质量的理想气体的内能只和温度有关,体积增大时,温度可能升高,内能增加,故C错误;
D.气体温度不变,根据玻意耳定律有pV=C
可知若体积减小,压强增大,故D正确。
故选BD。
9. 图甲所示的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C间振动,取水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向,得到如图乙所示的振动曲线。如果振子的质量为0.5kg,弹簧的劲度系数为k,下列说法正确的是( )
A. 振子运动的频率为0.25Hz
B. t=4s时,振子处于图甲中的C位置
C. 振子在任意一个周期内运动的路程一定为20cm
D. 振子的最大加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.由题图乙可知,振子做简谐振动的周期T=4 s,频率
f==0.25 Hz
A项正确;
B.振子做简谐振动的振幅为10 cm, t=4 s时,振子在负的最大位移位置,振子的位移为-10 cm,即题图甲中的B位置,B项错误;
C.振子在任意一个周期内运动的路程一定为40 cm,C项错误;
D.由
a=-
可知,当x=-10 cm时,振子的加速度最大,振子的最大加速度为k,D项正确;
故选AD。
10. 图甲是一台小型发电机构造示意图。磁极N、S间的磁场看成匀强磁场,磁感应强度大小为T,线圈共100匝,矩形线圈的面积为S。该发电机产生的感应电动势图像如图乙所示,该交流电通过自耦变压器对一定值电阻R供电,不计发电机内阻,则下列说法正确的是( )
A. 矩形线圈面积为0.12m2
B. 电阻中电流方向每秒钟改变10次
C. 当变压器滑片Р向上滑动时,电阻R消耗的功率增大
D. 线圈从t=0开始转过90°的过程中,电压表的读数先增大后减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.从乙图中可知线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为12V,周期为0.2s,根据
解得
A正确;
B.由于周期为0.2s,则1s内共有5个周期,每个周期内电流方向变化2次,故电阻中电流方向每秒钟改变10次,B正确;
D.电压表测得数值是电压有效值,保持不变,D错误;
C.变压器的滑片P向上滑时,原线圈的匝数增大,根据
可知变压器副线圈输出电压减小,故电阻 消耗的功率减小,C错误。
故选AB。
二、非选择题(共5个大题,共54分)
11. 某实验小组用如题图所示的装置验证动量守恒定律。
(1)两小球应满足的关系是m1________m2。(填“>”或“<”或“=”)
(2)下列操作中有必要的是________。
A.实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向
B.实验中需要测量小球开始释放的高度h
C.实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H
D.实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程
(3)第一步:先从S处释放m1并多次重复找到落点P,并测出水平射程OP。第二步:将m2静置于轨道末端O′点,再从S处释放m1与m2发生对心碰撞,并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______________(用图中字母表示)。
【答案】 ①. > ②. AD ③. m1·OM+m2·ON=m1·OP
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]碰撞过程中动量,能量守恒,因此有
解得
因此让小球碰撞以后不反弹,两球质量满足
(2)[2]A.保证小球做平抛运动,所以实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向;故A正确;
BC.可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒,故实验中不需要测量小球开始释放的高度h,故BC错误;
D.通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒,故实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程,故D正确;
(3)[3] 由碰撞过程中动量守恒,得
m1·OM+m2·ON=m1·OP
12. 某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有:
待测二极管D(电压范围0~0.65V,电流范围约为0~0.4A)
电源E(电动势为2.0V,内阻较小)
电压表(量程1.0V,内阻约为3kΩ)
电流表(量程0.5A,内阻约为3Ω)
滑动变阻器(最大阻值10Ω)
滑动变阻器(最大阻值200Ω)
电键S及导线若干。
(1)该同学在连接如图的电路时,其中滑动变阻器应该选择__________(填“”或“”),导线Q端应该接于__________处(填“a”或“b”),导线P端应该接于__________处(填“c”或“d”)。
(2)该同学将测得的结果绘制成图像如图,由图得二极管阻值为2.0Ω时,二极管消耗的功率为__________W(保留两位有效数字)。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响,当二极管的实际阻值为2.0Ω时,二极管实际消耗的功率比该值略__________(填“大”或“小”)。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. 0.18 ②. 小
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]为描绘二极管的伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,所以导线Q端应该接于处;因二极管D正向通电时电阻较小,故电流表采用外接法,故导线P端应该接于处;为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的,故选。
【小问2详解】
[1]根据
可知当二极管阻值为2.0Ω时,则电压为电流的两倍,对比图中数据,满足条件的数据为当电流为0.3A时,电压为0.6V,且在待测二极管D的电压范围和电流范围内,则二极管消耗的功率为
[2]由于采用了电流表的外接法,故实际流过二极管的电流小于电流表的示数,实际电压等于电压表的示数,根据
可知当二极管的实际阻值为2.0Ω时,二极管实际消耗的功率比该值略小。
13. 一质量为m的子弹以速度v0水平射入并穿过静置在光滑水平地面上的木块,如图所示,已知木块的质量为M,子弹穿过木块的时间为t,木块对子弹的阻力恒为f。求:
(1)子弹穿过木块后,子弹和木块运动的速度大小;
(2)子弹穿过木块的过程,木块运动的距离。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
设子弹穿过木块后,子弹运动的速度大小为v1,木块运动的速度大小为v2,以水平向右为正方向,根据动量定理,对子弹有
对木块有
其中子弹对木块的作用力大小
解得,
【小问2详解】
设子弹穿过木块的过程,木块运动的距离为x,对木块根据动能定理有
解得
14. 如图,已知电源的电动势为E,内阻为r,金属杆ab放在平行金属导轨上保持静止。已知ab在金属导轨之间的长度为l、电阻为R,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。ab杆受到磁场的安培力作用,就是ab杆中的自由电子定向运动时受到的洛伦兹力的合力。已知ab杆的横截面积为S,杆中单位体积的自由电子个数为n,求:
(1)ab杆所受到的安培力F的大小和方向;
(2)ab杆中每个自由电子受到的洛伦兹力f的大小。
【答案】(1),水平向右
(2)
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律有
可知安培力
左手定则可知安培力方向水平向右。
【小问2详解】
设ab杆中共有N个定向移动的自由电子,则
又
解得
15. 如图所示,两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置,弧形部分竖直,直线部分水平且左端连线垂直于导轨,导轨间距为L。水平区域abcd有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,细金属杆M、N长度都稍大于L。初始时刻,细金属杆M静止在弧形部分距水平导轨高度h处,磁场内的细金属杆N处于静止状态。某时刻静止释放M杆后,两杆与导轨接触良好且运动过程始终与导轨垂直,两杆在磁场中未碰撞且N杆出磁场时的速度大小为。已知M、N杆的质量分别为m和2m,电阻分别为R和2R,重力加速度为g,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求:
(1)细金属杆N在磁场内运动过程中最大加速度的大小和方向;
(2)细金属杆N在磁场内运动过程中产生的焦耳热Q1;
(3)细金属杆N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q。
【答案】(1),方向水平向右
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从M释放到进磁场,根据机械能守恒定律有
M进磁场时,对金属杆N,根据牛顿第二定律有
解得
根据左手定则可知,安培力的方向水平向右,则加速度方向水平向右。
【小问2详解】
M进入磁场后,由M、N组成的系统动量守恒,有
根据能量守恒定律有
所以细金属杆N产生的焦耳热
【小问3详解】
对细金属杆N根据动量定理可得
其中
解得
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2024-2025学年高二下学期期末考试
物理试卷
满分 100 分,考试时间 75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 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,将本试卷和答题卡交回。
一、选择题(本题共10题,其中1-7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,8-10题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 开发更为安全清洁的能源是人类不懈的追求。关于核反应,下列说法正确的是( )
A. 该核反应属于重核的裂变 B. 该核反应属于轻核的聚变
C. 该核反应过程没有质量亏损 D. 目前核电站利用的就是该核反应所释放的能量
2. 如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,质点Q的平衡位置为x=4m。计时开始后,t=2s时质点Q恰好第一次处于波谷位置,下列说法正确的是( )
A. 该简谐横波的周期为8s B. 质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动
C. 该简谐横波的传播速度为2m/s D. 质点P在0~2s内通过的路程为0.1m
3. 如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中,下列选项正确的是( )
A. 线圈对桌面的压力总大于重力 B. 线圈总有扩张的趋势
C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能一直减小
4. 如图所示,用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方,磁铁的左端为N极,右端为S极,开始时导线处于水平静止状态,当导线中通以由a向b的电流时,导线ab的运动情况是(从上往下看)( )
A. 顺时针方向转动,同时上升
B. 顺时针方向转动,同时下降
C. 逆时针方向转动,同时上升
D. 逆时针方向转动,同时下降
5. 一定质量的理想气体经状态循环一次的过程中,其压强p与密度的关系图像如图所示,图中与p轴平行,与轴平行,若已知气体在状态A时温度为,则下列说法正确的是( )
A. 气体在过程中,内能增大
B. 状态C时,气体的温度为
C. 状态B时,气体的压强为
D. 气体在过程中,单位时间内与器壁单位面积撞击的分子个数增加
6. 如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
B. 在真空中光束b的速度大于光束c的速度
C. b光的频率小于c光的频率
D. 遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
7. 如图所示,在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J.下列说法中正确的是( )
A. 金属块带负电荷
B. 金属块克服电场力做功8J
C. 金属块的电势能减少4J
D. 金属块的机械能减少12J
8. 下列关于一定质量的理想气体的说法正确的是( )
A. 气体温度升高,则每个气体分子热运动的速率均增大
B. 气体温度升高,其分子平均动能一定增加
C. 当体积增大时,其温度和内能一定减小
D. 若体积减小、温度不变,其压强一定增大
9. 图甲所示的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C间振动,取水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向,得到如图乙所示的振动曲线。如果振子的质量为0.5kg,弹簧的劲度系数为k,下列说法正确的是( )
A. 振子运动的频率为0.25Hz
B. t=4s时,振子处于图甲中的C位置
C. 振子在任意一个周期内运动的路程一定为20cm
D. 振子的最大加速度大小为
10. 图甲是一台小型发电机构造示意图。磁极N、S间的磁场看成匀强磁场,磁感应强度大小为T,线圈共100匝,矩形线圈的面积为S。该发电机产生的感应电动势图像如图乙所示,该交流电通过自耦变压器对一定值电阻R供电,不计发电机内阻,则下列说法正确的是( )
A. 矩形线圈面积为0.12m2
B. 电阻中电流方向每秒钟改变10次
C. 当变压器滑片Р向上滑动时,电阻R消耗的功率增大
D. 线圈从t=0开始转过90°的过程中,电压表的读数先增大后减小
二、非选择题(共5个大题,共54分)
11. 某实验小组用如题图所示的装置验证动量守恒定律。
(1)两小球应满足的关系是m1________m2。(填“>”或“<”或“=”)
(2)下列操作中有必要的是________。
A.实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向
B.实验中需要测量小球开始释放的高度h
C.实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H
D.实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程
(3)第一步:先从S处释放m1并多次重复找到落点P,并测出水平射程OP。第二步:将m2静置于轨道末端O′点,再从S处释放m1与m2发生对心碰撞,并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______________(用图中字母表示)。
12. 某同学设计实验测量一个二极管D正向通电时的伏安特性曲线。供选择的器材有:
待测二极管D(电压范围0~0.65V,电流范围约为0~0.4A)
电源E(电动势为2.0V,内阻较小)
电压表(量程1.0V,内阻约为3kΩ)
电流表(量程0.5A,内阻约为3Ω)
滑动变阻器(最大阻值10Ω)
滑动变阻器(最大阻值200Ω)
电键S及导线若干。
(1)该同学在连接如图的电路时,其中滑动变阻器应该选择__________(填“”或“”),导线Q端应该接于__________处(填“a”或“b”),导线P端应该接于__________处(填“c”或“d”)。
(2)该同学将测得的结果绘制成图像如图,由图得二极管阻值为2.0Ω时,二极管消耗的功率为__________W(保留两位有效数字)。若考虑由于电流表内接或外接带来的影响,当二极管的实际阻值为2.0Ω时,二极管实际消耗的功率比该值略__________(填“大”或“小”)。
13. 一质量为m的子弹以速度v0水平射入并穿过静置在光滑水平地面上的木块,如图所示,已知木块的质量为M,子弹穿过木块的时间为t,木块对子弹的阻力恒为f。求:
(1)子弹穿过木块后,子弹和木块运动的速度大小;
(2)子弹穿过木块的过程,木块运动的距离。
14. 如图,已知电源的电动势为E,内阻为r,金属杆ab放在平行金属导轨上保持静止。已知ab在金属导轨之间的长度为l、电阻为R,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。ab杆受到磁场的安培力作用,就是ab杆中的自由电子定向运动时受到的洛伦兹力的合力。已知ab杆的横截面积为S,杆中单位体积的自由电子个数为n,求:
(1)ab杆所受到的安培力F的大小和方向;
(2)ab杆中每个自由电子受到的洛伦兹力f的大小。
15. 如图所示,两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置,弧形部分竖直,直线部分水平且左端连线垂直于导轨,导轨间距为L。水平区域abcd有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,细金属杆M、N长度都稍大于L。初始时刻,细金属杆M静止在弧形部分距水平导轨高度h处,磁场内的细金属杆N处于静止状态。某时刻静止释放M杆后,两杆与导轨接触良好且运动过程始终与导轨垂直,两杆在磁场中未碰撞且N杆出磁场时的速度大小为。已知M、N杆的质量分别为m和2m,电阻分别为R和2R,重力加速度为g,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求:
(1)细金属杆N在磁场内运动过程中最大加速度的大小和方向;
(2)细金属杆N在磁场内运动过程中产生的焦耳热Q1;
(3)细金属杆N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q。
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