精品解析:天津市第三十二中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷
2026-08-01
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 河东区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.86 MB |
| 发布时间 | 2026-08-01 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59043996.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二下学期第一次月考物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 以下四图都与电磁感应有关,下列说法正确的是( )
A. 真空冶炼炉能在真空环境下,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属
B. 当蹄形磁体顺时针转动时,铝框将朝相反方向转动
C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D. 磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,目的是起到电磁驱动的作用
2. 图甲示意我国建造的第一台回旋加速器,该加速器存放于中国原子能科学研究院,其工作原理如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 由于粒子速度被逐渐加大,则它在形盒中的运动周期越来越小
B. 由于粒子速度被逐渐加大,极板所加的交流电周期要相应减小
C. 粒子从加速器出来的最大速度与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关
D. 粒子增加的动能来源于磁场
3. 如图,圆环形导体线圈平放在水平桌面上,在的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动,下列表述正确的是( )
A. 线圈有扩大的趋势
B. 穿过线圈的磁通量变小
C. 线圈对水平桌面的压力将增大
D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流
4. 如图所示为演示自感现象的实验电路图,线圈的自感系数较大,且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等,灯A1、A2相同,下列判断正确的是( )
A. 接通开关S,灯A1、A2立即变亮
B. 接通开关S,灯A1逐渐变亮,灯A2立即变亮
C. 电路工作稳定后断开开关S,灯A1、A2 同时闪亮一下后逐渐熄灭
D. 电路工作稳定后断开开关S,灯A1逐渐熄灭,灯A2立即熄灭
5. 如图1所示,交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动的角速度为 B. 1.5s时线圈所在平面与中性面垂直
C. 100s内线圈中电流方向改变100次 D. 感应电动势的最大值为
6. 如图所示,以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,且,则在先后两种情况下( )
A. 线圈中的感应电动势之比
B. 线圈中的感应电流之比
C. 线圈中产生的焦耳热之比
D. 通过线圈某截面的电荷量之比
7. 竖直平面内有一金属圆环,半径为a,总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过平面,在环的最高点A用铰链连接的长度为2a、电阻为R的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下,如图。当摆到竖直位置时,B点的速度为v,则这时AB两端电压的大小为( )
A. 2Bav B. Bav C. Bav D. Bav
8. 中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则()
A. 输电电流变为原来的2倍
B. 输电线上降落的电压将变为原来的
C. 输电线上降落的电压将变为原来的2倍
D. 输电线上损耗的电功率将变为原来的
9. 如图所示,一个边长为的等腰直角三角形ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd,线框以水平速度匀速通过整个匀强磁场区域,设电流顺时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示的交变电流由正弦交变电的一半和反向脉冲电组合而成,则这种交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
11. 如图所示装置中,cd杆光滑且静止。当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动
C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
12. 如图1所示,面积为的100匝线圈处在匀强磁场中,线圈电阻,磁场方向垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的规律如图2所示,定值电阻。0~10s内( )
A. 线圈产生的感应电动势均匀增大 B. 线圈产生的感应电流沿逆时针方向
C. a、b两点间电压 D. 通过电阻R的电荷量为4C
13. 如图甲所示,M是一个小型理想变压器,原、副线圈匝数之比n1:n2=10:1,接线柱a、b接一正弦交变电源,电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小),R1为一定值电阻。下列说法中正确的是( )
A. 电压表V1示数为22V
B. 输入电压瞬时值表达式为u=220sin100πt(V)
C. 当R2所在处出现火警时,电流表A的示数变小
D. 当R2所在处出现火警时,电压表V2的示数变大
14. 咸宁九宫山的风电通过如图所示的线路输送到某工厂。两变压器均为理想变压器,升压变压器的匝数比,输电线的总电阻。风力发电机的输出功率为62.5kW,升压变压器的输入电压,降压变压器的输出电压。下列说法正确的是( )
A. 降压变压器输出的电流为50A B. 降压变压器匝数比
C. 输电线路上损失的电功率750W D. 降压变压器的输入电压
15. 如图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R。求:
(1)写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式;
(2)如果线圈从图示位置开始计时,写出电动势的瞬时表达式;
(3)当线圈由图示位置转过的过程中,电阻R上所产生的热量;
(4)当线圈由图示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量。
16. 如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2,带电粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.
17. 如图甲所示,固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置,其电阻不计,导轨间距,导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab,ab距导轨顶端,距导轨底端距离为(未知)。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0~2s内,导体棒在外力作用下保持静止;2s后由静止释放导体棒,导体棒滑到导轨底部的过程,通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒滑到底部前已经做匀速运动,重力加速度,。求:
(1)0~2s内通过导体棒的电流的大小和方向;
(2)导体棒滑到底部前的最大速度;
(3)导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程,电阻R上产生的焦耳热QR。
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高二下学期第一次月考物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 以下四图都与电磁感应有关,下列说法正确的是( )
A. 真空冶炼炉能在真空环境下,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属
B. 当蹄形磁体顺时针转动时,铝框将朝相反方向转动
C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D. 磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,目的是起到电磁驱动的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.真空冶炼炉能在真空环境下,利用电磁感应现象,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属,故A正确;
B.根据电磁驱动原理,当蹄形磁体顺时针转动时,铝框将朝相同方向转动,故B错误;
C.金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属,故C错误;
D.磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,铝框中产生感应电流,使线框尽快停止摆动,起到电磁阻尼的作用,故D错误。
故选A。
2. 图甲示意我国建造的第一台回旋加速器,该加速器存放于中国原子能科学研究院,其工作原理如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 由于粒子速度被逐渐加大,则它在形盒中的运动周期越来越小
B. 由于粒子速度被逐渐加大,极板所加的交流电周期要相应减小
C. 粒子从加速器出来的最大速度与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关
D. 粒子增加的动能来源于磁场
【答案】C
【解析】
【详解】AB.粒子在磁场中运动的周期,与粒子速度无关,故粒子在形盒中的运动周期不变,所加交流电的周期也相应保持不变,故AB错误;
C.粒子由形盒中飞出时,有
得
结合
可解得粒子的最大速度为
与形盒的半径大小及磁场磁感应强度均有关,故C正确;
D.洛伦兹力总与粒子的运动方向垂直,不对粒子做功,只改变其方向,粒子增加的动能来源于加速电场,故D错误。
故选C。
3. 如图,圆环形导体线圈平放在水平桌面上,在的正上方固定一竖直螺线管,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动,下列表述正确的是( )
A. 线圈有扩大的趋势
B. 穿过线圈的磁通量变小
C. 线圈对水平桌面的压力将增大
D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流
【答案】C
【解析】
【详解】B.滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电阻减小,电路中电流增大,通电螺旋管产生的磁场增强,可知,穿过线圈的磁通量变大,故B错误;
D.根据安培定则,通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下,滑动变阻器的滑片向下滑动,穿过线圈的磁通量变大,根据楞次定律可知,线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流,故D错误;
A.根据楞次定律可知,感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因,由于穿过线圈的磁通量变大,则线圈有收缩的趋势,故A错误;
C.根据楞次定律可知,感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因,由于穿过线圈的磁通量变大,则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势,即线圈对水平桌面的压力将增大,故C正确。
故选C。
4. 如图所示为演示自感现象的实验电路图,线圈的自感系数较大,且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等,灯A1、A2相同,下列判断正确的是( )
A. 接通开关S,灯A1、A2立即变亮
B. 接通开关S,灯A1逐渐变亮,灯A2立即变亮
C. 电路工作稳定后断开开关S,灯A1、A2 同时闪亮一下后逐渐熄灭
D. 电路工作稳定后断开开关S,灯A1逐渐熄灭,灯A2立即熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】A B.接通开关S瞬间,灯A2立即变亮,而线圈L产生自感电动势,根据楞次定律可知,自感电动势阻碍电流的增大,使得该支路中电流只能逐渐增大,所以闭合开关的瞬间,灯A1逐渐变亮,A错误,B正确;
C D.闭合开关,待电路稳定后断开开关,原来通过灯A2的电流立即消失,线圈L产生自感电动势,相当于电源,两灯串联,由于电路稳定时,两支路电流大小相等,所以灯A2不会闪一下,两灯以相同亮度逐渐熄灭,C D错误。
故选B。
5. 如图1所示,交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝,则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动的角速度为 B. 1.5s时线圈所在平面与中性面垂直
C. 100s内线圈中电流方向改变100次 D. 感应电动势的最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可得交流电的周期,故线圈转动的角速度
故A错误;
B.由图2可知,1.5s时磁通量最大,则线圈处于中性面位置,故B错误;
C.交变电流一个周期内电流方向改变两次,则100s内线圈中电流方向改变100次,故C正确;
D.感应电动势的最大值
故D错误。
故选C。
6. 如图所示,以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,且,则在先后两种情况下( )
A. 线圈中的感应电动势之比
B. 线圈中的感应电流之比
C. 线圈中产生的焦耳热之比
D. 通过线圈某截面的电荷量之比
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知v1=2v2,根据
E=BLv
知感应电动势之比2:1,故A错误;
B.根据
由于v1=2v2,则感应电流之比为2:1,故B错误;
C.根据v1=2v2,知时间比为1:2,根据
Q=I2Rt
知热量之比为2:1,故C正确;
D.根据
可知,两种情况磁通量的变化量相同,所以通过某截面的电荷量之比为1:1,故D错误。
故选C。
7. 竖直平面内有一金属圆环,半径为a,总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过平面,在环的最高点A用铰链连接的长度为2a、电阻为R的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下,如图。当摆到竖直位置时,B点的速度为v,则这时AB两端电压的大小为( )
A. 2Bav B. Bav C. Bav D. Bav
【答案】D
【解析】
【详解】当导体棒 摆到竖直位置时,导体棒切割磁感线产生感应电动势为
导体棒相当于电源,外电路的总电阻为
则这时AB两端电压的大小为
故选D。
8. 中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则()
A. 输电电流变为原来的2倍
B. 输电线上降落的电压将变为原来的
C. 输电线上降落的电压将变为原来的2倍
D. 输电线上损耗的电功率将变为原来的
【答案】B
【解析】
【详解】根据输送电功率P输=U输I输,因P输不变,故当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的,选项A错误;输电线上降落的电压U降=I输R,所以当输电电流变为原来时,输电线上降落的电压也变为原来的,选项B正确,选项C错误;输电线上损耗的电功率,所以当输电电流变为原来的时,输电线上损耗的电功率将变为原来的,选项D错误.
9. 如图所示,一个边长为的等腰直角三角形ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd,线框以水平速度匀速通过整个匀强磁场区域,设电流顺时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线框开始进入磁场到运动L的过程中,只有边bc切割,感应电流大小不变,方向为逆时针(电流为负);
前进L后,边bc开始出磁场,边ad进入磁场,回路中的感应电动势为ad边产生的电动势减去bc边在磁场中的部分产生的电动势,随着线框的运动回路中电动势逐渐增大,电流逐渐增大,方向为正方向;
当再前进L时,边bc完全出磁场,ad边也开始出磁场,有效切割长度逐渐减小,电流逐渐减小,方向不变,仍为正方向。
故选B。
10. 如图所示的交变电流由正弦交变电的一半和反向脉冲电组合而成,则这种交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】设交流电电流的有效值为I,周期为T,电阻为R,则根据有效值的定义可得
解得
故选C。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
11. 如图所示装置中,cd杆光滑且静止。当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(导体棒切割磁感线速度越大,感应电流越大)( )
A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动
C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生不变的电流,则在线圈L2中不会产生感应电流,则cd不受安培力,故A错误;
B.ab杆向右加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生向上增强的磁场,该磁场向下通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生c到d的电流,根据左手定则,受到向右的安培力,向右运动。故B正确;
C.ab杆向左加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下增强的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生d到c的电流,根据左手定则,受到向左的安培力,向左运动,故C错误;
D.ab杆向左减速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生减小的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下减弱的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生c到d的电流,根据左手定则,受到向右的安培力,向右运动,故D正确。
故选BD。
12. 如图1所示,面积为的100匝线圈处在匀强磁场中,线圈电阻,磁场方向垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间变化的规律如图2所示,定值电阻。0~10s内( )
A. 线圈产生的感应电动势均匀增大 B. 线圈产生的感应电流沿逆时针方向
C. a、b两点间电压 D. 通过电阻R的电荷量为4C
【答案】BD
【解析】
【详解】A.因B-t图像的斜率一定,则一定,线圈面积S不变,由法拉第电磁感应定律知产生的感应电动势不变,选项A错误;
BC.根据楞次定可知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,则a点电势高于b点,由乙图知
则
电路的总电流为I,则有
Uab=IR=0.4×6 V=2.4 V
选项B正确,C错误;
D.通过电阻R的电荷量为
q=It=0.4×10C=4C
选项D正确。
故选BD。
13. 如图甲所示,M是一个小型理想变压器,原、副线圈匝数之比n1:n2=10:1,接线柱a、b接一正弦交变电源,电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小),R1为一定值电阻。下列说法中正确的是( )
A. 电压表V1示数为22V
B. 输入电压瞬时值表达式为u=220sin100πt(V)
C. 当R2所在处出现火警时,电流表A的示数变小
D. 当R2所在处出现火警时,电压表V2的示数变大
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A.由图象可知,输入的电压有效值为220V,变压器的电压与匝数成正比,由此可得副线圈的电压为
所以电压表V1示数为22V,故A正确;
B.由电动势随时间变化的规律可知,周期为0.02s,交流电的角速度
所以输入电压瞬时值表达式为
u=220sin100πt(V)
故B正确;
CD.当出现火警时,温度升高,电阻R2减小,副线圈的电流变大,所以原线圈电流即电流表A示数增大,则R1的电压要增大,由于副线圈的总电压不变,所以R2的电压即电压表示数V2要减小,故CD错误。
故选AB。
14. 咸宁九宫山的风电通过如图所示的线路输送到某工厂。两变压器均为理想变压器,升压变压器的匝数比,输电线的总电阻。风力发电机的输出功率为62.5kW,升压变压器的输入电压,降压变压器的输出电压。下列说法正确的是( )
A. 降压变压器输出的电流为50A B. 降压变压器匝数比
C. 输电线路上损失的电功率750W D. 降压变压器的输入电压
【答案】BD
【解析】
【详解】D.理想变压器原、副线圈的电压之比等于线圈匝数之比,则
原、副线圈的电流之比等于线圈匝数的反比,则
则降压变压器的输入电压为
故D正确;
B.降压变压器原、副线圈匝数之比为
故B正确;
A.降压变压器的输出电流为
故A错误;
C.输电线路上损失的电功率为
故C错误。
故选BD。
15. 如图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R。求:
(1)写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式;
(2)如果线圈从图示位置开始计时,写出电动势的瞬时表达式;
(3)当线圈由图示位置转过的过程中,电阻R上所产生的热量;
(4)当线圈由图示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)电动势的最大值为
(2)因为初始时刻线圈平面与中性面垂直,线圈的磁通量最小,产生的感应电动势最大,则电动势的瞬时表达式为
(3)正弦式交变电流的有效值
,
当线圈由图示位置转过的过程中,电阻R上所产生的热量
(4)根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
通过电阻R的电荷量
整理得
16. 如图所示为质谱仪的原理图,电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后,进入粒子速度选择器,选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的场强为E,方向水平向右.带电粒子能够沿直线穿过速度选择器,从G点既垂直直线MN又垂直于磁场的方向射入偏转磁场.偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场.带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的H点.已知偏转磁场的磁感应强度为B2,带电粒子的重力可忽略不计.求:
(1)粒子从加速电场射出时速度的大小;
(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(3)带电粒子进入偏转磁场的G点到照相底片H点的距离L.
【答案】(1)(2),方向垂直纸面向外(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中运动只有电场力做功,根据动能定理可得,qU=mv2
可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为,v=
(2)粒子在速度选择器中受力平衡,所以qE=qvB1,
所以磁感应强度B1的大小为B1==,
根据左手定则可知,磁感强度B1的方向垂直纸面向外;
(3)粒子垂直进入磁场,做圆周运动,半径的大小为r,由由洛伦兹力提供向心力得:qvB2=m
所以,r==由几何关系得;L=2r=
17. 如图甲所示,固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置,其电阻不计,导轨间距,导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab,ab距导轨顶端,距导轨底端距离为(未知)。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0~2s内,导体棒在外力作用下保持静止;2s后由静止释放导体棒,导体棒滑到导轨底部的过程,通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒滑到底部前已经做匀速运动,重力加速度,。求:
(1)0~2s内通过导体棒的电流的大小和方向;
(2)导体棒滑到底部前的最大速度;
(3)导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程,电阻R上产生的焦耳热QR。
【答案】(1)0.8A;电流方向由a流向b
(2)3m/s (3)1.68J
【解析】
【小问1详解】
由法拉第电磁感应定律可得前2s产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律
解得
根据楞次定律知感应电流的方向为a到b。
【小问2详解】
当导体棒达最大速度后匀速下滑,根据平衡方程
,,
其中
解得
【小问3详解】
导体棒滑到底端过程中
,,
解得
设下滑过程中系统产生的热量Q,根据动能定理有
,
解得
电阻R产生的热量为
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