精品解析：安徽池州市东至县2025-2026学年高二下学期4月期中物理（E）卷

高二4月物理（E）卷 考试范围：动量+选择性必修二 一、单项选择题∶本题共8小题，每小题4分，共32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。 1. 2026年1月，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120Gbps（千兆比特每秒）。对于激光通信中利用到的电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波是一种纵波 B. 电磁波能有效地传递能量和信息 C. 电磁波的传播需要介质 D. 电磁波只能由周期性变化的磁场产生 2. 如图所示，A、B是相同的两个小灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻不计。闭合开关S后调节可变电阻R，让两灯都正常发光，则迅速断开开关S后（　　） A. 灯泡B立刻熄灭 B. 灯泡A会闪亮一下才逐渐熄灭 C. 两灯都不会立即熄灭，通过B灯的电流方向与断开前的电流方向相同 D. 线圈L的a端电势低于b端 3. 如图为两根平行放置的长直细导线L1、L2，其所在平面上有M、O、N三点，且O为线段MN的中点，L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当L1、L2通有大小相等、方向相反的电流时，M、O点的磁感应强度大小分别为B1、B2，不考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 两通电长直导线L1、L2相互吸引 B. M、N两点的磁感应强度相同 C. 若仅将导线L1中电流反向，则N点的磁感应强度也反向 D. 若仅撤去L2的电流，此时N点的磁感应强度大小为B2-B1 4. 如图1所示的振荡电路中，电路中电流随时间变化的规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，电容器在放电 B. 时刻，该电路中的电场能最大 C. 其他条件不变，仅增大线圈的电感，振荡周期减小 D. 其他条件不变，仅增大电容器的电容，振荡周期减小 5. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交变电流（三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍），B通以图2所示的正弦交变电流，则在相同时间T内A和B两电热器消耗的电能之比为（　　） A. 4:3 B. 3:1 C. D. 6. 如图所示，在等腰直角三角形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，一等腰直角三角形单匝金属线框的底边与在同一直线上，。从图示位置开始让线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。规定线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与线框移动的距离的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，光滑水平面上静置有一质量为的木板，一只质量为的猫，从木板端缓慢走到木板端时，稍作停顿后奋力跃起，以大小为、方向与水平方向夹角为斜向右上的速度跳离木板，刚好跳上台阶左边缘的点。初始时，点与点的水平距离为，木板长为，小猫可看成质点，下列说法正确的是（ ） A. 整个过程，猫和木板组成的系统动量守恒 B. 猫跳离木板的过程中，猫和木板组成的系统机械能守恒 C. 猫跳离木板后木板的速度大小为 D. 猫走到木板端时，距离点的水平距离为 8. 如图所示，竖直平面内存在一水平向左的匀强电场，同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带电微粒，沿与水平方向夹角从点以初速度斜向右上方入射，沿着做匀速直线运动。微粒运动到点时撤去磁场，一段时间后微粒运动到与点等高的点，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 微粒可能带正电 B. 电场强度与磁感应强度的比值为 C. 微粒从点运动到点的时间为 D. 撤去磁场后微粒的加速度大小为 二、多项选择题∶本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一个折形单匝导线框，置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。线框两边夹角恒为，各边长均为，线框绕轴以角速度顺时针匀速转动。时，与磁场垂直，则（　　） A. 时，感应电动势为 B. 时，感应电动势为 C. 时，穿过线框的磁通量大小为 D. 时，穿过线框的磁通量大小为 10. 如图所示，两根足够长的粗糙金属直导轨平行放置，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中。金属棒a、b垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数均为，且a、b质量之比为，接入电路的电阻之比为。现将a由静止释放，当a匀速运动时，再将b由静止释放，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. b棒释放前，a、b中电流之比 B. b棒释放前，通过a棒的电荷量与棒的位移成正比 C. b棒释放的瞬间，b棒的加速度大小为 D. 经过足够长时间，a棒的加速度大小为 三、非选择题∶本题共5小题，共58分。 11. 某实验小组制作了如图1所示的实验装置，通过两个正方形物块A、B碰撞来验证动量守恒定律，物块质量分别为m1、m2且与桌面间的动摩擦因数均为µ，边长均为d，图1中M是斜槽导轨，固定在水平桌面上，斜槽导轨与水平桌面平滑连接，沿水平桌面建立x轴，O点为坐标原点，在O点右侧依次并排放置A、B（A、B紧挨着）。 实验步骤如下： ①让物块A静止在斜槽上挡板处； ②静止释放A，经过水平桌面上O点，与B碰后两物块均向右运动一段距离分别停在P、Q两点，如图2所示，测得两物块左侧与O点的距离分别为x1、x2； ③拿走B，让A再次从挡板处静止释放，测得A停下时其左侧到O点的距离为x3，如图3所示。 （1）为保证实现上述实验目标，应使m1_____m2（选填“>”“=”或“<”）。 （2）碰撞前，物块A左侧到O点时的速度大小为_____（重力加速度为g）。 （3）若碰撞过程A、B组成的系统动量守恒，则=_____。 12. 磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成。某小组使用如图1所示的装置研究电磁铁线圈的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系，弹性梁一端连接衔铁，在外力作用下可以上下运动，另一端固定于墙壁，电磁铁位于衔铁正下方，V1为理想电压表。 （1）为增大电磁铁产生的磁感应强度，变阻器的滑片P应向________（选填“c”或“d”）端移动。 （2）已知电磁铁线圈的直流电阻为30Ω，滑动变阻器的最大阻值为170Ω，电源E的电动势为12.0V，滑动变阻器能提供的最大分压为11.5V，则电源E的内阻为_________Ω（结果保留2位有效数字）。 （3）同学们将阻值会因长度变化而发生改变的金属应变片R1粘贴在弹性梁的上表面，然后将金属应变片R1、定值电阻R2和理想电压表V2连接成如图2所示的电路。线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，R1的阻值将___________，电压表V2的示数将___________。（均选填“增大”、“减小”或“不变”） （4）在线圈通电吸合衔铁后，用外力F使电磁铁和衔铁刚好分开，测得外力F与线圈两端工作电压U的关系如图3所示，若要求该锁能抵抗1200N的外力，则工作电压至少为________V（保留1位小数）。 13. 如图所示，水平面上的长方体空间，棱长，截面将长方体均分为两正方体，长方体内（含边界）分布有竖直向上的匀强电场，右侧正方体内（含边界）还分布有竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。一质量为、带电荷量为的带电微粒沿平行于的方向从中点以水平速度射出，恰好沿直线到达中点，之后进入右侧正方体，从的中点离开长方体。已知重力加速度为，求∶ （1）匀强电场的场强大小； （2）带电微粒从到运动的时间。 14. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，接的交流电，副线圈的匝数为n2，副线圈中灯泡B的铭牌为（12V，6W），灯泡B正常发光，原线圈中灯泡A两端的电压为12V。已知灯泡的电阻不变，求： （1）交流电的周期； （2）原线圈与副线圈的匝数比n1:n2； （3）灯泡A的电阻RA。 15. 如图所示，水平桌面左边连接一个绝缘坡面，与水平面夹角为θ，光滑平行金属导轨AP和CQ固定在坡面上，左侧通过弧形导线连接构成“U”形金属导轨，光滑平行金属导轨PM和QN固定在水平绝缘桌面上，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，平行导轨间的距离均为L，PM和QN导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒b垂直放置在水平导轨上。质量为4m、长度也为L的a棒是绝缘体，垂直放置在“U”形金属导轨上，绝缘棒a由静止释放下滑距离s到达PQ，之后与金属棒b发生弹性碰撞，碰撞时间极短。金属棒b和绝缘棒a先后从导轨的最右端滑出桌面，并落在地面上同一地点。已知轨道在P、Q处平滑连接，运动过程中b棒与导轨接触良好，且两棒始终与导轨垂直。不计空气阻力以及导轨和导线的电阻，重力加速度为g。求： （1）绝缘棒a到达PQ时的速度大小； （2）金属棒b从导轨的最右端滑出桌面时的速度大小； （3）金属棒b在导轨上运动过程中产生的焦耳热； （4）与金属棒b碰撞后，绝缘棒a在导轨上滑行的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二4月物理（E）卷 考试范围：动量+选择性必修二 一、单项选择题∶本题共8小题，每小题4分，共32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。 1. 2026年1月，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120Gbps（千兆比特每秒）。对于激光通信中利用到的电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波是一种纵波 B. 电磁波能有效地传递能量和信息 C. 电磁波的传播需要介质 D. 电磁波只能由周期性变化的磁场产生 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁波的电场强度、磁感应强度的振动方向均与传播方向垂直，属于横波，不是纵波，故A错误； B．电磁波既可以传递能量，也可以传递信息，能有效地传递能量和信息，故B正确； C．电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，真空中传播速度等于光速，故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替激发，才能形成电磁波，并非只能由周期性变化的磁场产生，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，A、B是相同的两个小灯泡，L是一个带铁芯的线圈，直流电阻不计。闭合开关S后调节可变电阻R，让两灯都正常发光，则迅速断开开关S后（　　） A. 灯泡B立刻熄灭 B. 灯泡A会闪亮一下才逐渐熄灭 C. 两灯都不会立即熄灭，通过B灯的电流方向与断开前的电流方向相同 D. 线圈L的a端电势低于b端 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．断开S，线圈L中产生与原电流方向相同的自感电动势，A、B两灯都不会立即熄灭，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，但A灯不会闪亮，流过B灯的电流与原电流反向，故ABC错误； D．断开S，流过线圈的电流向右，由于线圈为电源，所以线圈L的a端电势低于b端，故D正确。 故选D。 3. 如图为两根平行放置的长直细导线L1、L2，其所在平面上有M、O、N三点，且O为线段MN的中点，L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当L1、L2通有大小相等、方向相反的电流时，M、O点的磁感应强度大小分别为B1、B2，不考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 两通电长直导线L1、L2相互吸引 B. M、N两点的磁感应强度相同 C. 若仅将导线L1中电流反向，则N点的磁感应强度也反向 D. 若仅撤去L2的电流，此时N点的磁感应强度大小为B2-B1 【答案】B 【解析】 【详解】A．两通电长直导线中电流方向相反，则L1、L2相互排斥，故A错误； B．根据右手螺旋定则和磁感应强度的叠加原理可得，， N点磁感应强度方向均垂直纸面向外，大小为 故M、N两点的磁感应强度相同，故B正确； C．若仅将导线L1中电流反向，则N点的磁感应强度大小变大，方向不变，故C错误； D．若仅撤去L2的电流，此时N点的磁感应强度大小为，故D错误。 故选B。 4. 如图1所示的振荡电路中，电路中电流随时间变化的规律如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，电容器在放电 B. 时刻，该电路中的电场能最大 C. 其他条件不变，仅增大线圈的电感，振荡周期减小 D. 其他条件不变，仅增大电容器的电容，振荡周期减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图，时间内，电流从零增至最大，对应电容器电荷量从最大减至零，即电容器处于放电过程，故A正确； B．时刻电流达到最大值，此时电容器电荷量为零，电场能（储存在电容器中）为零，磁场能（储存在线圈中）最大，故B错误； CD．振荡周期公式，增大电感、电容会使周期变大，故CD错误； 故选A。 5. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交变电流（三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍），B通以图2所示的正弦交变电流，则在相同时间T内A和B两电热器消耗的电能之比为（　　） A. 4:3 B. 3:1 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设图1中电流有效值为I1，则 所以 设图2中电流有效值为I2，则 则在相同时间内两电热器的消耗的电能之比为 故选A。 6. 如图所示，在等腰直角三角形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，一等腰直角三角形单匝金属线框的底边与在同一直线上，。从图示位置开始让线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。规定线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与线框移动的距离的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】首先判断感应电流的方向，闭合导线框穿过磁场的过程中，磁通量先增加后不变，再减小，根据楞次定律可知感应电流先顺时针，后为零，再逆时针，即先正后零，再负；再考虑大小情况，切割的有效长度等于三角形区域和三角形导体框的交线的长度，故在0~l进入磁场时切割的有效长度均匀增加，故根据E=BLv，可知感应电动势的大小均匀增加，感应电流均匀增加；在l~2l时感应电流为零；同理可知，在2l~3l时，感应电流均匀减小故只有图像C正确。 故选C。 7. 如图所示，光滑水平面上静置有一质量为的木板，一只质量为的猫，从木板端缓慢走到木板端时，稍作停顿后奋力跃起，以大小为、方向与水平方向夹角为斜向右上的速度跳离木板，刚好跳上台阶左边缘的点。初始时，点与点的水平距离为，木板长为，小猫可看成质点，下列说法正确的是（ ） A. 整个过程，猫和木板组成的系统动量守恒 B. 猫跳离木板的过程中，猫和木板组成的系统机械能守恒 C. 猫跳离木板后木板的速度大小为 D. 猫走到木板端时，距离点的水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．猫在跳离木板的过程中，系统竖直方向合外力不为零，因此系统的动量不守恒，故A错误； B．猫在跳离木板的过程中，猫对外做功，系统的机械能增大，故B错误； C．系统在水平方向上合外力为零，系统水平方向上动量守恒，设木板获得的速度大小为，根据水平方向动量守恒 解得，故C错误； D．猫和木板在水平方向动量总是等大反向，因此有 其中 解得，，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，竖直平面内存在一水平向左的匀强电场，同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带电微粒，沿与水平方向夹角从 点以初速度斜向右上方入射，沿着做匀速直线运动。微粒运动到点时撤去磁场，一段时间后微粒运动到与点等高的点，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 微粒可能带正电 B. 电场强度与磁感应强度的比值为 C. 微粒从点运动到点的时间为 D. 撤去磁场后微粒的加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．若微粒带正电：电场力向左，由左手定则，洛伦兹力垂直速度向左下，重力向下，三个力合力不可能为零，无法平衡，因此微粒不可能带正电，只能带负电。故A错误； B．对带负电的平衡微粒受力分析：洛伦兹力大小，水平方向平衡 整理得，故B错误； C．撤去磁场后，电场力是水平方向，只有重力产生竖直方向的加速度，竖直方向加速度 竖直初速度为，当运动到与等高的点时，竖直位移为，由运动学公式 解得，故C正确； D．撤去磁场后，重力和电场力的合力与原洛伦兹力大小相等，即 由竖直方向平衡 得 加速度，故D错误。 故选C。 二、多项选择题∶本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一个折形单匝导线框，置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。线框两边夹角恒为，各边长均为，线框绕轴以角速度顺时针匀速转动。时，与磁场垂直，则（　　） A. 时，感应电动势为 B. 时，感应电动势为 C. 时，穿过线框的磁通量大小为 D. 时，穿过线框的磁通量大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．t=0时，线框旋转切割磁场产生电动势的有效边为ef，感应电动势为，故A正确，B错误； CD．时，abcd面磁通量为零，afed面磁通量为，C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，两根足够长的粗糙金属直导轨平行放置，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中。金属棒a、b垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数均为，且a、b质量之比为，接入电路的电阻之比为。现将a由静止释放，当a匀速运动时，再将b由静止释放，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. b棒释放前，a、b中电流之比 B. b棒释放前，通过a棒的电荷量与棒的位移成正比 C. b棒释放的瞬间，b棒的加速度大小为 D. 经过足够长时间，a棒的加速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】设，，，： A．b释放前，a、b串联在同一闭合回路中，串联电路电流处处相等，因此a、b电流之比为，故A错误； B．b释放前，通过a棒的电荷量满足  其中为a的位移，均为定值，因此与成正比，B故正确； C．a匀速运动时，沿斜面合力为零   得安培力 由 得a、b的安培力大小相等。 释放b瞬间，a速度不变，电流不变，沿斜面向下为正方向对b受力分析   代入得，故C正确； D．足够长时间后，两棒速度差恒定，感应电动势、电流恒定，两棒加速度相同。设共同加速度为，对a：  对整体a+b：  解得，故D正确； 故选BCD。 三、非选择题∶本题共5小题，共58分。 11. 某实验小组制作了如图1所示的实验装置，通过两个正方形物块A、B碰撞来验证动量守恒定律，物块质量分别为m1、m2且与桌面间的动摩擦因数均为µ，边长均为d，图1中M是斜槽导轨，固定在水平桌面上，斜槽导轨与水平桌面平滑连接，沿水平桌面建立x轴，O点为坐标原点，在O点右侧依次并排放置A、B（A、B紧挨着）。 实验步骤如下： ①让物块A静止在斜槽上挡板处； ②静止释放A，经过水平桌面上O点，与B碰后两物块均向右运动一段距离分别停在P、Q两点，如图2所示，测得两物块左侧与O点的距离分别为x1、x2； ③拿走B，让A再次从挡板处静止释放，测得A停下时其左侧到O点的距离为x3，如图3所示。 （1）为保证实现上述实验目标，应使m1_____m2（选填“>”“=”或“<”）。 （2）碰撞前，物块A左侧到O点时的速度大小为_____（重力加速度为g）。 （3）若碰撞过程A、B组成的系统动量守恒，则=_____。 【答案】（1）> （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 为保证实现上述实验目标，即两物块碰撞后m1不反弹，则 【小问2详解】 根据牛顿第二定律可得 根据速度位移关系可得 所以 【小问3详解】 若碰撞过程A、B组成的系统动量守恒，则 根据速度位移关系可得， 联立可得 12. 磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成。某小组使用如图1所示的装置研究电磁铁线圈的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系，弹性梁一端连接衔铁，在外力作用下可以上下运动，另一端固定于墙壁，电磁铁位于衔铁正下方，V1为理想电压表。 （1）为增大电磁铁产生的磁感应强度，变阻器的滑片P应向________（选填“c”或“d”）端移动。 （2）已知电磁铁线圈的直流电阻为30Ω，滑动变阻器的最大阻值为170Ω，电源E的电动势为12.0V，滑动变阻器能提供的最大分压为11.5V，则电源E的内阻为_________Ω（结果保留2位有效数字）。 （3）同学们将阻值会因长度变化而发生改变的金属应变片R1粘贴在弹性梁的上表面，然后将金属应变片R1、定值电阻R2和理想电压表V2连接成如图2所示的电路。线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，R1的阻值将___________，电压表V2的示数将___________。（均选填“增大”、“减小”或“不变”） （4）在线圈通电吸合衔铁后，用外力F使电磁铁和衔铁刚好分开，测得外力F与线圈两端工作电压U的关系如图3所示，若要求该锁能抵抗1200N的外力，则工作电压至少为________V（保留1位小数）。 【答案】 ①. c ②. 1.1 ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 6.0 【解析】 【详解】（1）[1]根据电流的磁效应，电流越大，产生的磁场强度越强，为了增加电磁铁产生的磁感应强度，应增大线圈两端的电压，电路中滑动变阻器为分压式接法，变阻器的滑片应该滑向c端； （2）[2]当滑动变阻器的滑片P滑到c端时，滑动变阻器提供的分压最大，由闭合电路欧姆定律得 联立解得 （3）[3]线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，根据电阻定律，R1的阻值将增大，总电阻变大，总电流减小，则电源内阻和定值电阻R2上的电压减小，所以电压表V2的读数将增大； （4）[4]由图3可知，F=1200N时对应的工作电压为6.0V，即要求该锁能抵抗1200N的外力，则工作电压至少为6.0V。 13. 如图所示，水平面上的长方体空间，棱长，截面将长方体均分为两正方体，长方体内（含边界）分布有竖直向上的匀强电场，右侧正方体内（含边界）还分布有竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。一质量为、带电荷量为的带电微粒沿平行于的方向从中点以水平速度射出，恰好沿直线到达中点，之后进入右侧正方体，从的中点 离开长方体。已知重力加速度为，求∶ （1）匀强电场的场强大小； （2）带电微粒从到 运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 该过程微粒做匀速直线运动，受力平衡。微粒受竖直向下的重力和竖直向上的电场力，二力平衡有 解得 【小问2详解】 在右侧正方体中，电场力与重力仍平衡，微粒所受合力为洛伦兹力，在水平面内做匀速圆周运动。由几何关系知粒子做圆周运动的半径 洛伦兹力提供向心力可得 粒子运动的轨迹长度 带电粒子运动的时间 14. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，接的交流电，副线圈的匝数为n2，副线圈中灯泡B的铭牌为（12V，6W），灯泡B正常发光，原线圈中灯泡A两端的电压为12V。已知灯泡的电阻不变，求： （1）交流电的周期； （2）原线圈与副线圈的匝数比n1:n2； （3）灯泡A的电阻RA。 【答案】（1）0.02s （2）5:1 （3）120Ω 【解析】 【小问1详解】 交流电的周期为 【小问2详解】 交流电源的有效值为 设原线圈n1两端的电压为U1，电流为I1，副线圈n2处电压为U2，灯泡B正常发光，则 根据闭合电路欧姆定律可得 根据原副线圈电压与匝数的关系 联立解得 【小问3详解】 根据能量守恒定律可得 根据部分电路欧姆定律得灯泡A的电阻 联立解得 15. 如图所示，水平桌面左边连接一个绝缘坡面，与水平面夹角为θ，光滑平行金属导轨AP和CQ固定在坡面上，左侧通过弧形导线连接构成“U”形金属导轨，光滑平行金属导轨PM和QN固定在水平绝缘桌面上，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，平行导轨间的距离均为L，PM和QN导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒b垂直放置在水平导轨上。质量为4m、长度也为L的a棒是绝缘体，垂直放置在“U”形金属导轨上，绝缘棒a由静止释放下滑距离s到达PQ，之后与金属棒b发生弹性碰撞，碰撞时间极短。金属棒b和绝缘棒a先后从导轨的最右端滑出桌面，并落在地面上同一地点。已知轨道在P、Q处平滑连接，运动过程中b棒与导轨接触良好，且两棒始终与导轨垂直。不计空气阻力以及导轨和导线的电阻，重力加速度为g。求： （1）绝缘棒a到达PQ时的速度大小； （2）金属棒b从导轨的最右端滑出桌面时的速度大小； （3）金属棒b在导轨上运动过程中产生的焦耳热； （4）与金属棒b碰撞后，绝缘棒a在导轨上滑行的距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 对绝缘棒a，根据动能定理得 解得 【小问2详解】 由于绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞，碰撞后速度分别为v1、v2，根据动量守恒和机械能守恒可得， 解得， 设金属棒b滑出导轨时的速度大小为vb，碰撞后b和a先后从导轨的最右端滑出导轨，碰后由于a为绝缘棒，无电流通过，做匀速直线运动，并落在地面上同一地点，则 【小问3详解】 金属棒b在导轨上运动过程中产生的热量为Q，根据能量守恒定律可得 解得 【小问4详解】 碰撞后，对金属棒b，根据动量定理可得，， 联立可得金属棒b碰后在导轨上滑行距离为 碰后绝缘棒a速度没有反向，导轨上滑行的距离xa和金属棒b相等，即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $