精品解析：陕西西安交通大学附属中学2024-2025学年第一学期高二期末考试物理（高考类）试题

交大附中 2024～2025学年第一学期高二年级期末考试物理（高考类）试题 一、单选题（共28分） 1. 物理学家的科学研究推动了人类社会文明的进程，下列说法正确的是（　　） A. 库仑最早通过扭秤实验测量了元电荷的数值为1.6×10-19C B. 欧姆发现了欧姆定律，说明了电现象和热现象之间存在联系 C. 奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D. 美国科学家富兰克林命名了正、负电荷，密立根通过实验测得元电荷的电量 2. 量纲在物理学中具有重要的意义，下列选项中不属于电场强度单位的是（　　） A. N/C B. V/m C. D. 3. 如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（　　） A. 偏转原因是圆盘周围存在电场 B. 偏转原因是圆盘周围产生了磁场 C. 仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变 D. 仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变 4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 5. 如图所示，在Oxy平面的第一象限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。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为，重力不计。则（　　） A. 粒子带正电荷 B. 粒子速度大小为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. N与O点相距 6. 如图某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　） A. 路端电压变大 B. 车灯的电流变大 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 7. 如图，在坐标平面内，圆心为、半径为的圆上等距放置三个点电荷，轴上的A点电荷量为，、点电荷量均为。点为圆弧中点。则（　　） A. 点电场强度方向沿轴正向 B. 点电场强度大小为0 C. 点电场强度大小为 D. 点电场强度大小为 二、多选题（共18分） 8. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 9. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作，下列说法正确的是（ ） A. 流过电阻的电流为 B. 电阻上损耗的电功率为 C. 发电机的输出电压为 D. 交流发电机线圈的热功率为 10. 如图所示，光滑水平金属导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为，左侧导轨间距为，右侧导轨间距为，导轨均足够长。质量为的导体棒和质量为的导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。的电阻为，的电阻为，两棒始终在对应的导轨部分运动，两棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给一水平向右的初速度，则此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 和组成的系统动量守恒 B. 两棒最终以相同的速度做匀速直线运动 C. 最终的速度为 D. 从获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为 三、实验题（共17分） 11. 现有一某种金属制成的粗细均匀的圆柱体，一实验小组为测量该圆柱体的电阻率，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器之外，实验室还准备了如下器材： A.游标卡尺 B.电流表（量程，内阻约为） C.电流表（量程，内阻） D.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A） E.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A） F.定值电阻 G.电源（输出电压恒为4V） H.开关，导线若干 （1）分别用螺旋测微器测量圆柱体的直径、用游标卡尺测量圆柱体的长度，其中某次测量结果如图甲、乙所示（该值均接近多次测量的平均值），其读数分别为_____、_____。 （2）用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图丙所示。 （3）实验电路图如图丁所示，该电路中滑动变阻器的选择_____（填“合理”或“不合理”）。因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，它的量程为_____V。 （4）小组同学正确选择器材和组装电路后，测得多组电流表、的值、。若以为横轴，为纵轴，绘得图像如图戊所示，则该金属圆柱体电阻_____，电阻率_____。（结果均用金属圆柱体长度、直径和图戊中的、表示） 12. 某小组利用甲、乙所示的装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）闭合图甲电路中的电键，观察电流表指针的偏转方向，本次操作的实验目的是________。 （2）如图乙所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入或从线圈中抽出时，记录磁极运动的四种情况中感应电流的方向，如图丙所示，可知感应电流的方向与哪些因素有关______？ （3）为了建立感应电流的方向与磁通量变化的联系，需要引入________来转换研究角度。 （4）下列说法正确的是________。 A．实验中需要观察磁铁插入的快慢与电流表指针偏转角度大小的关系 B．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化是能量守恒定律的必然结果 C．本实验采用了归纳推理的科学方法 D．本实验采用了演绎推理的科学方法 四、解答题（共37分） 13. 为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示，若AB=0.5m，θ=37°，q=﹣3.0×10-7C，F=1.5×10-4N，A点的电势φA=100V（不计电荷所受的重力），求 （1）场强大小方向； （2）A点B点电势高低； （3）从A到B过程中电场力做功多少. （4）B点的电势大小。 14. 如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。 （1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图； （2）求出磁场对导体棒的安培力的大小； （3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。 15. 如图所示，、为水平放置的平行光滑导轨，水平导轨长为，导轨间距 ，轨道左端处于x轴的原点O，M、N间连接一个阻值为的定值电阻，将一根金属棒 垂直地放置在导轨上，并与导轨接触良好，金属棒及导轨、单位长度的电阻均为 ，其余导轨电阻不计，水平轨道上有竖直向上的磁场，磁场在垂直于x轴方向上的强度相等，沿 x轴的强度按规律分布，（其中 ，k的单位为）。用恒力 F沿水平方向作用在金属杆上，使其从原点 O处以沿 x轴正方向做匀速运动，运动至处撤去恒力 F，使金属棒通过光滑绝缘转角滑入的倾斜光滑导轨，倾斜导轨长 ，末端 间连接一个阻值为的定值电阻，倾斜轨道间存在垂直导轨向上，但大小随时间变化的磁感应强度 ， g取10。求： （1）刚开始运动时（），A、B两点之间的电势差； （2）k值的大小，恒力F的大小； （3）棒在水平导轨上运动时电路中产生的总热量Q； （4）若将金属棒滑行至处的时刻记作，此时，为使金属棒在斜面上运动到 前不产生感应电流，写出磁感应强度的大小与时间t的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 交大附中 2024～2025学年第一学期高二年级期末考试物理（高考类）试题 一、单选题（共28分） 1. 物理学家的科学研究推动了人类社会文明的进程，下列说法正确的是（　　） A. 库仑最早通过扭秤实验测量了元电荷的数值为1.6×10-19C B. 欧姆发现了欧姆定律，说明了电现象和热现象之间存在联系 C. 奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 D. 美国科学家富兰克林命名了正、负电荷，密立根通过实验测得元电荷的电量 【答案】D 【解析】 【详解】A．密立根最早用油滴实验测得元电荷的数值为1.6×10-19C，故A错误； B．欧姆发现的欧姆定律描述了电流与电阻、电压与电动势之间的关系，焦耳发现的焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，故B错误； C．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C错误； D．美国科学家富兰克命名了正、负电荷，密立根通过油滴实验测得元电荷的电量，故D正确。 故选D。 2. 量纲在物理学中具有重要的意义，下列选项中不属于电场强度单位的是（　　） A. N/C B. V/m C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A.由电场强度定义式 得电场强度的单位为N/C，故A正确，不符合题意； B.根据 得电场强度的单位为V/m，故B正确，不符合题意； C.根据 则电场强度的单位为，故C正确，不符合题意； D.电场强度的单位是N/C，则有 故D错误，符合题意。 本题选择错误选项，故选D。 3. 如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（　　） A. 偏转原因是圆盘周围存在电场 B. 偏转原因是圆盘周围产生了磁场 C. 仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变 D. 仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．小磁针发生偏转是因为带负电荷的橡胶圆盘高速旋转形成电流，而电流周围有磁场，磁场会对放入其中的小磁针有力的作用，故A错误，B正确； C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故C错误； D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故D错误。 故选B。 4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误； B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误； CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误D正确。 故选D。 5. 如图所示，在Oxy平面的第一象限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。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为，重力不计。则（　　） A. 粒子带正电荷 B. 粒子速度大小为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. N与O点相距 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，A错误； B．粒子运动轨迹如图所示 由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径 根据 解得 B正确； C．粒子在磁场中转过 圆心角为 粒子在磁场中运动的周期 则粒子在磁场中运动的时间为 C错误； D．N点与O点的距离 D错误。 故选B。 6. 如图某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（　　） A. 路端电压变大 B. 车灯的电流变大 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 【答案】D 【解析】 【详解】S闭合，车灯变暗，则车灯电流减小，由可知，路端电压减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，则 电源的总功率变大，故D正确，ABC错误。 故选D。 7. 如图，在坐标平面内，圆心为、半径为的圆上等距放置三个点电荷，轴上的A点电荷量为，、点电荷量均为。点为圆弧中点。则（　　） A. 点电场强度方向沿轴正向 B. 点电场强度大小为0 C. 点电场强度大小为 D. 点电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向沿y轴负向，大小为 故AB错误； CD．三个点电荷在P点的场强如图 A点电荷在P点的场强为 B点电荷在P点的场强为 C点电荷在P点的场强为 根据矢量的合成可知A、B点电荷在P点的场强为 方向向下，再与C点电荷在P点的场强合成可知 方向向下，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（共18分） 8. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能不变 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度，将向下极板偏转 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 可得最大动能 可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关，A项正确； B．图乙所有粒子通过粒子速度选择器后速度相同，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，则在磁场中运动的轨道半径越小，由 可得 可知粒子的比荷越大，B项正确； C．丙图中，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，即极板是磁流体发电机的负极，C项错误； D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若速度 即 则粒子将向上极板偏转，D项错误。 故选AB。 9. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作，下列说法正确的是（ ） A. 流过电阻的电流为 B. 电阻上损耗的电功率为 C. 发电机的输出电压为 D. 交流发电机线圈的热功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．电动机恰能正常工作，有 A=20A 根据理想变压器的变流比可知 解得 A 所以电阻上损耗的电功率为 W 故A错误，B正确； C．发电机的输出电压，即变压器的原线圈电压，有 联立可得：V 故C错误； D．升压变压器原线圈电流满足 其中 发动机输出功率为 W 根据能量守恒定律可知，交流发电机线圈的热功率为 W 故D正确； 故选BD。 10. 如图所示，光滑水平金属导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为，左侧导轨间距为，右侧导轨间距为，导轨均足够长。质量为的导体棒和质量为的导体棒均垂直于导轨放置，处于静止状态。的电阻为，的电阻为，两棒始终在对应的导轨部分运动，两棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现给一水平向右的初速度，则此后的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 和组成的系统动量守恒 B. 两棒最终以相同的速度做匀速直线运动 C. 最终的速度为 D. 从获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．导体棒ab和cd的长度不一样，所以受到的安培力大小不相等，系统合力不为零，所以导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故A错误； BC．根据题意可知，当导体棒ab和cd产生的电动势相等时，两棒都做匀速直线运动，则有 对导体棒ab，规定水平向右为正方向，由动量定理可得 对导体棒cd，规定水平向右为正方向，由动量定理可得 联立解得 ， 故B错误，C正确； D．由能量守恒定律得，整个回路产生的焦耳热 解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（共17分） 11. 现有一某种金属制成的粗细均匀的圆柱体，一实验小组为测量该圆柱体的电阻率，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器之外，实验室还准备了如下器材： A.游标卡尺 B.电流表（量程，内阻约为） C.电流表（量程，内阻） D.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A） E.滑动变阻器（阻值范围为，最大电流为3A） F.定值电阻 G.电源（输出电压恒为4V） H.开关，导线若干 （1）分别用螺旋测微器测量圆柱体的直径、用游标卡尺测量圆柱体的长度，其中某次测量结果如图甲、乙所示（该值均接近多次测量的平均值），其读数分别为_____、_____。 （2）用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图丙所示。 （3）实验电路图如图丁所示，该电路中滑动变阻器的选择_____（填“合理”或“不合理”）。因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，它的量程为_____V。 （4）小组同学正确选择器材和组装电路后，测得多组电流表、的值、。若以为横轴，为纵轴，绘得图像如图戊所示，则该金属圆柱体电阻_____，电阻率_____。（结果均用金属圆柱体长度、直径和图戊中的、表示） 【答案】 ①. 1.050 ②. 42.75 ③. 不合理 ④. 0~4 ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知圆柱体的直径为 [2]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知圆柱体的长度为 （3）[3]多用表粗测圆柱体电阻为 使用分压式电路所用滑动变阻器阻值远小于待测电阻，电压变化会更均匀，故选更合理，则图丁该电路中滑动变阻器的选择不合理； [4]因实验室没准备电压表，电路中电流表与定值电阻串联当作电压表使用，则有 则它的量程为。 （4）[5][6]根据电路图可得 可知图戊图像的斜率为金属圆柱体电阻，则有 根据电阻定律得 可得电阻率为 12. 某小组利用甲、乙所示的装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）闭合图甲电路中的电键，观察电流表指针的偏转方向，本次操作的实验目的是________。 （2）如图乙所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入或从线圈中抽出时，记录磁极运动的四种情况中感应电流的方向，如图丙所示，可知感应电流的方向与哪些因素有关______？ （3）为了建立感应电流的方向与磁通量变化的联系，需要引入________来转换研究角度。 （4）下列说法正确的是________。 A．实验中需要观察磁铁插入的快慢与电流表指针偏转角度大小的关系 B．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化是能量守恒定律的必然结果 C．本实验采用了归纳推理的科学方法 D．本实验采用了演绎推理的科学方法 【答案】 ①. 找到流过电流表的电流方向与指针偏转方向的关系 ②. 原磁场方向、磁通量的变化情况 ③. 感应电流的磁场 ④. BC##CB 【解析】 【详解】（1）[1]闭合图甲电路中的电键，观察电流表指针的偏转方向，本次操作的实验目的是找到流过电流表的电流方向与指针偏转方向的关系。 （2）[2]图丙中做了两组对照实验，分别是：以不同磁极插入和以不同磁极抽出，发现以不同磁极插入时电流方向不同，以不同磁极抽出时电流方向也不同，插入时线圈中磁通量增加，抽出时线圈中磁通量减小，因此可知感应电流的方向与原磁场方向及磁通量的变化情况有关。 （3）[3]感应电流的方向与磁通量的变化不易建立起直接的联系，而我们知道磁体周围存在磁场，感应电流也会产生磁场，因此为了建立感应电流的方向与磁通量变化的联系，需要引入感应电流的磁场来转换研究角度。 （4）[4]A．该实验探究的是影响感应电流方向的因素，而不是磁铁插入的快慢与电流表指针偏转角度大小的关系，故A错误； B．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化是能量守恒定律的必然结果，故B正确； CD．本实验通过对照实验组所得到的结果进行了归纳与推理，因此采用了归纳推理的科学方法，故C正确，D错误。 故选BC。 四、解答题（共37分） 13. 为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F，如图所示，若AB=0.5m，θ=37°，q=﹣3.0×10-7C，F=1.5×10-4N，A点的电势φA=100V（不计电荷所受的重力），求 （1）场强大小方向； （2）A点B点电势高低； （3）从A到B过程中电场力做功多少. （4）B点的电势大小。 【答案】（1） 500N/C，方向与F相同；（2）A点电势高于B点电势；（3）﹣6×10-5J；（4）﹣100V 【解析】 【详解】（1）由平衡条件知：负电荷所受电场力大小为 F′=F=1.5×10-4N 根据 F′=Eq 解得 E=500N/C 电场力方向与F相反，场强方向与F相同。 （2）场强方向就是电场方向，沿电场方向电势降低，则A点电势高于B点电势。 （3）A到B电场力做功为 WAB=﹣F′•AB•cos37°=﹣6×10-5J （4）AB之间电势差 因为 UAB=φA﹣φB 则 φB=φA﹣UAB=﹣100V 14. 如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。 （1）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图； （2）求出磁场对导体棒的安培力的大小； （3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值及其方向。 【答案】（1）；（2）；（3），垂直斜面向上 【解析】 【详解】（1）根据题意，对导体棒受力分析，受重力，斜面的支持力，由左手定则可知，受水平向右的安培力，如图所示 （2）由于导体棒静止，沿斜面方向上，由平衡条件有 解得 （3）根据题意，由三角形法则可知，保持导体棒静止，当安培力沿斜面向上时，安培力有最小值，如图所示 由平衡条件有 设匀强磁场磁感应强度B的最小值为，则有 解得 由左手定则可知，磁场方向为垂直斜面向上。 15. 如图所示，、为水平放置的平行光滑导轨，水平导轨长为，导轨间距 ，轨道左端处于x轴的原点O，M、N间连接一个阻值为的定值电阻，将一根金属棒 垂直地放置在导轨上，并与导轨接触良好，金属棒及导轨、单位长度的电阻均为 ，其余导轨电阻不计，水平轨道上有竖直向上的磁场，磁场在垂直于x轴方向上的强度相等，沿 x轴的强度按规律分布，（其中 ，k的单位为）。用恒力 F沿水平方向作用在金属杆上，使其从原点 O处以沿 x轴正方向做匀速运动，运动至处撤去恒力 F，使金属棒通过光滑绝缘转角滑入的倾斜光滑导轨，倾斜导轨长 ，末端 间连接一个阻值为的定值电阻，倾斜轨道间存在垂直导轨向上，但大小随时间变化的磁感应强度 ， g取10。求： （1）刚开始运动时（），A、B两点之间的电势差； （2）k值的大小，恒力F的大小； （3）棒在水平导轨上运动时电路中产生的总热量Q； （4）若将金属棒滑行至处的时刻记作，此时，为使金属棒在斜面上运动到 前不产生感应电流，写出磁感应强度的大小与时间t的关系。 【答案】（1） ；（2） ，；（3）；（4）（） 【解析】 【详解】（1）当时，金属棒AB切割磁感线产生的感应电动势为 由题意可知AB的电阻为 根据闭合电路欧姆定律可知此时A、B两端的电压为 根据右手定则可知电流方向为从A到B，则A点电势低于B点电势，所以 （2）设AB运动过程中，回路的总电阻为R，则AB所受安培力大小为 根据平衡条件可得 由题意可得 联立可得 N F为恒力，与x无关，解得，。 （3）由功能关系可知 （4）设t时刻AB到EF的距离为st，则根据运动学公式有 由题意并根据法拉第电磁感应定律可知AB在倾斜轨道上运动时穿过闭合回路的磁通量不变，则 解得 （） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $