精品解析:四川省内江市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题
2026-08-01
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 内江市 |
| 地区(区县) | 东兴区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.35 MB |
| 发布时间 | 2026-08-01 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59052741.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
内江一中高2026届高二下期第一次月考物理试题
一、单选题(每题4分,共计28分)
1. 下列判断正确的是( )
A. 图甲所示的蓄电池端为负极
B. 图乙中两条异向通电长直导线相互吸引
C. 图丙的线框与通电导线在同一平面内,当线框向右平移时其中有感应电流
D. 图丁是真空冶炼炉,耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入低频交流电时,被冶炼的金属内部产生很强的涡流,从而产生大量的热量使金属熔化
2. 如图所示,电源的电动势为E,内阻不计,A、B是两个不同的小灯泡,且阻值RA<RB,L是自感系数很大、电阻不计的线圈。关于这个电路,下列说法中正确的是( )
A. S闭合时,A灯、B灯均逐渐变亮
B. S闭合时,通过A灯的电流先增大后减小
C. S由闭合到断开时,电流从右向左流过B灯
D. S由闭合到断开时,A灯和B灯都逐渐熄灭
3. 如图所示的交变电流,每个周期的前三分之一周期按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定,则该交变电流的电流有效值为( )
A. B. C. D.
4. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断( )
A. 在A和C时刻,线圈处于中性面位置
B. 在B和D时刻,穿过线圈的磁通量为零
C. 从A→D时间内,线圈转过的角度为π
D. 1s内交变电流方向改变50次
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为,原线圈两端接的交流电源,副线圈两端接可变电阻,此时可变电阻。电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电压表的示数为
C. 可变电阻增大时,电流表的示数增大
D. 副线圈中交流电的频率为5Hz
6. 空间中存在如图所示的磁场,Ⅰ、Ⅱ区域的宽度均为2R,磁感应强度均为B(Ⅰ区域垂直纸面向里,Ⅱ区域垂直纸面向外),边长为的正方形导线框在外力作用下沿纸面以速度v匀速通过磁场区域,设导线框中电流为I(逆时针为正),从导线框刚进入Ⅰ区域开始计时,向右运动的位移为x,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒,一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
二、多选题(每题6分,共18分。全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的0分)
8. 如图甲所示,单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,以垂直纸面向里为正方向,磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 内,线圈中感应电流方向沿逆时针方向
B. 1s末线圈中的感应电流与3.5s末线圈中的感应电流大小相等
C. 2.5s末线圈的感应电动势比3.5s末线圈的感应电动势小
D. 2s末通过线圈的磁通量比3s末通过线圈的磁通量小
9. 如图甲,水平光滑绝缘桌面内两条平行虚线间存在垂直桌面的匀强磁场,一质量为、边长为的单匝正方形导线框abcd静止于桌面上。现用水平恒力拉导线框,使导线框的边以的初速度进入该匀强磁场,从cd边进入磁场时开始计时。在时,cd边恰好与磁场右边界重合,同时撤去拉力。该导线框在内的图像如图乙所示,已知导线框的电阻值为,导线框在运动过程中cd边始终保持与磁场边界平行,则( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为2T
B. 时,导线框右侧边cd两端的电压大小为
C. 导线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为
D. 导线框离开磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量为
10. 如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为,矩形区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度均为,高和间距均为d。质量为的水平金属杆由距区域Ⅰ上边界处由静止释放,进入区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为。则金属杆( )
A. 刚进入区域Ⅰ时加速度方向可能竖直向下
B. 穿过区域Ⅰ的时间大于穿过两磁场区域之间的时间
C. 穿过两磁场区域产生的总热量为
D. 穿过区域Ⅱ的时间为
三、实验题(每空2分,共计10分)
11.
(1)探究电磁感应现象应选用如图______(选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。
(2)在下面图甲中,当闭合时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则:在图乙中,磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转,(选填“向左”,“向右”或“不发生”);在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,电流表的指针将______偏转;(选填“向左”,“向右”或“不发生”)。
(3)在图丁中,为光敏电阻(光照增强电阻减小),轻质金属环用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管左侧。当光照减弱时,从左向右看,金属环A中电流方向为______(选填“顺时针”或“逆时针”),金属环A将______(选填“向左”或“向右”)运动。
四、解答题
12. 如图所示,矩形线圈的面积是,共100匝,线圈的总电阻,外接电阻,整个线圈以角速度在匀强磁场中绕匀速转动,匀强磁场的磁感应强度,求(电压表为理想电表):(计算结果有根号的保留根号,有的保留)
(1)当线圈由图示位置转过60°时,通过电阻R的电流大小;
(2)当线圈由图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量;
(3)电压表的示数;
(4)线圈转动一周的过程中,外力做了多少功。
13. 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内,导轨电阻不计,其间距为。左端通过导线连接一个的定值电阻,整个导轨处在磁感应强度大小,方向竖直向下的匀强磁场中,质量、电阻、长度为的匀质金属杆垂直导轨放置,且与导轨接触良好。在杆的中点施加一个垂直杆的水平拉力,使杆由静止开始运动,拉力的功率保持不变,当杆的速度时撤去拉力。求:
(1)杆的速度为时,杆的加速度的大小;
(2)从撤去拉力F到杆停下整个过程中,杆上产生的热量;
(3)从撤去拉力F到杆停下整个过程中,杆滑动的位移大小。
14. 如图所示,足够长的固定光滑平行金属导轨,其中部分间距为,部分间距为,部分水平且所在的空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,部分倾角为。质量为、长度为、阻值为的导体棒N静置在导轨的部分上。另一质量也为、长度为,阻值为的导体棒M从导轨的部分由静止释放,经过时间,导体棒M恰好运动到进入水平轨道部分,重力加速度g取,导体棒M经过时损失的机械能忽略不计,两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计。从导体棒M由静止释放到两导体棒运动状态达到稳定的过程中(导体棒M没有运动到处),求:
(1)导体棒M下滑到处时的速度大小
(2)导体棒N加速度的最大值;
(3)稳定时导体棒M和N的速度大小;
(4)导体棒N中产生的焦耳热。
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内江一中高2026届高二下期第一次月考物理试题
一、单选题(每题4分,共计28分)
1. 下列判断正确的是( )
A. 图甲所示的蓄电池端为负极
B. 图乙中两条异向通电长直导线相互吸引
C. 图丙的线框与通电导线在同一平面内,当线框向右平移时其中有感应电流
D. 图丁是真空冶炼炉,耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入低频交流电时,被冶炼的金属内部产生很强的涡流,从而产生大量的热量使金属熔化
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据小磁针N极可知,螺线管左侧为N极,根据右手螺旋定则可知,蓄电池端为正极,故A错误;
B.图中电流方向相反,则通电长直导线相互排斥,故B错误;
C.原理导线的位置磁场越小,当线框向右平移时磁通量有变化,线框中有感应电流,故C正确;
D.图丁是真空冶炼炉,耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时,被冶炼的金属内部产生很强的涡流,从而产生大量的热量使金属熔化,故D错误;
故选C。
2. 如图所示,电源的电动势为E,内阻不计,A、B是两个不同的小灯泡,且阻值RA<RB,L是自感系数很大、电阻不计的线圈。关于这个电路,下列说法中正确的是( )
A. S闭合时,A灯、B灯均逐渐变亮
B. S闭合时,通过A灯的电流先增大后减小
C. S由闭合到断开时,电流从右向左流过B灯
D. S由闭合到断开时,A灯和B灯都逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮,开关闭合瞬间,线圈对电流有阻碍作用,随着线圈对电流阻碍逐渐减小后A灯逐渐变亮,故A错误;
B.开关闭合瞬间,线圈对电流有阻碍作用,随着线圈对电流阻碍逐渐减小后A灯逐渐变亮,达到稳定后A灯泡亮度稳定,通过A灯的电流先增大后不变,故B错误;
C.开关处于闭合状态,在断开瞬间,线圈相当于电源,电流方向仍不变,所以电流自右向左通过B灯,故C正确;
D.开关处于闭合状态时,由于RA<RB,通过A灯的电流大于通过B灯的电流。在断开S瞬间,B灯中原来的电流消失,线圈产生自感电动势,给两灯提供瞬间电压,根据楞次定律可知,电路中的电流从A灯的电流值开始逐渐减小,所以此瞬间通过B灯的电流增大,因此B灯会闪亮一下,再慢慢熄灭,故D错误。
故选C。
3. 如图所示的交变电流,每个周期的前三分之一周期按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定,则该交变电流的电流有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD.0至1s内
1至3s内
所以一个周期0至3s内
解得
故ACD错误,B正确。
故选B。
4. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断( )
A. 在A和C时刻,线圈处于中性面位置
B. 在B和D时刻,穿过线圈的磁通量为零
C. 从A→D时间内,线圈转过的角度为π
D. 1s内交变电流方向改变50次
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图象可知,A、C时刻感应电流最大,此时线圈与中性面垂直,故A错误;
B、由图象可知,在B、D时刻,感应电流为零,此时线圈位于中性面上,穿过线圈的磁通量最大,故B错误;
C、由图象可知,到从A到D经历个周期,线圈转过的角度为,故C正确;
D、由图象可知,从O~D是一个周期为0.02s,电流方向改变两次;则1s是50个周期,电流方向改变100次;故D错误;
故选C.
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为,原线圈两端接的交流电源,副线圈两端接可变电阻,此时可变电阻。电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电压表的示数为
C. 可变电阻增大时,电流表的示数增大
D. 副线圈中交流电的频率为5Hz
【答案】B
【解析】
【详解】A B.由变压器电压关系有
可知副线圈的电压为
即电压表示数为
由欧姆定律可知副线圈的电流为
由变压器的电流关系由
可得电流表的示数为,A错误,B正确;
C.当可变电阻增大时,由欧姆定律
可知副线圈电流减小,由变压器的电流关系由
可知减小,则也减小,即电流表示数减小,C错误;
D.变压器工作时不改变频率,副线圈频率等于原线圈频率,即,D错误。
故选B。
6. 空间中存在如图所示的磁场,Ⅰ、Ⅱ区域的宽度均为2R,磁感应强度均为B(Ⅰ区域垂直纸面向里,Ⅱ区域垂直纸面向外),边长为的正方形导线框在外力作用下沿纸面以速度v匀速通过磁场区域,设导线框中电流为I(逆时针为正),从导线框刚进入Ⅰ区域开始计时,向右运动的位移为x,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在线框位移小于2R之前,根据楞次定律可知,感应电流方向为逆时针,感应电流为正值,大小为
由于有效切割磁感线的长度先增大后减小,则最大值
当位移大于2R小于4R时,线框右侧切割垂直于纸面向外的磁场,线框左侧切割垂直于纸面向里的磁场,根据楞次定律可知,感应电流方向为顺时针,感应电流为负值,大小为
由于有效切割磁感线的长度先增大后减小,则最大值
可知,只有选项B符合题意。
故选B。
7. 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒,一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,切割磁感线的有效长度为,则棒产生的电动势
故A错误;
B.金属棒电阻不计,电容两极板的电压等于金属棒产生的电动势,由微粒的重力等于电场力得
代入数据化简可得
故B错误;
C.电阻消耗的电功率为
故C正确;
D.电容器所带的电荷量为
故D错误。
故选C。
二、多选题(每题6分,共18分。全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的0分)
8. 如图甲所示,单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,以垂直纸面向里为正方向,磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 内,线圈中感应电流方向沿逆时针方向
B. 1s末线圈中的感应电流与3.5s末线圈中的感应电流大小相等
C. 2.5s末线圈的感应电动势比3.5s末线圈的感应电动势小
D. 2s末通过线圈的磁通量比3s末通过线圈的磁通量小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.内,穿过线圈的磁通量向里增加,根据楞次定律可知,内线圈中感应电流方向沿逆时针方向,故A正确;
BC.根据法拉第电磁感应定律可知,内线圈的感应电动势小于内线圈的感应电动势;内线圈的感应电动势等于零;则1s末线圈中的感应电流小于3.5s末线圈中的感应电流,故B错误,C正确;
D.2s末和3s末磁感应强度相同,根据磁通量定义可知,2s末通过线圈的磁通量与3s末通过线圈的磁通量相等,故D错误。
故选AC。
9. 如图甲,水平光滑绝缘桌面内两条平行虚线间存在垂直桌面的匀强磁场,一质量为、边长为的单匝正方形导线框abcd静止于桌面上。现用水平恒力拉导线框,使导线框的边以的初速度进入该匀强磁场,从cd边进入磁场时开始计时。在时,cd边恰好与磁场右边界重合,同时撤去拉力。该导线框在内的图像如图乙所示,已知导线框的电阻值为,导线框在运动过程中cd边始终保持与磁场边界平行,则( )
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为2T
B. 时,导线框右侧边cd两端的电压大小为
C. 导线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为
D. 导线框离开磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.线圈进入磁场时匀速运动,对线框受力分析有
全部进入磁场后做匀加速运动,则由牛顿第二定律有
联立解得
A错误;
B.时,由法拉第感应定律有导线框右侧边cd切割磁感线产生的电动势为
由闭合电驴欧姆定律可知cd两端的电压大小为
B正确;
C.由功能关系可知导线框进入磁场的过程中产生的焦耳热等于外力F做的功,即
C正确;
D.由电流的定义可知导线框离开磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量为
D正确。
故选BCD。
10. 如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为,矩形区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度均为,高和间距均为d。质量为的水平金属杆由距区域Ⅰ上边界处由静止释放,进入区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为。则金属杆( )
A. 刚进入区域Ⅰ时加速度方向可能竖直向下
B. 穿过区域Ⅰ的时间大于穿过两磁场区域之间的时间
C. 穿过两磁场区域产生的总热量为
D. 穿过区域Ⅱ的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由进入磁场I和II时的速度相等,两磁场间有一段加速过程,则刚进入磁场I时做减速运动,加速度方向竖直向上,故A错误;
B.根据牛顿第二定律,进入磁场I的过程
可知,减速过程的加速度减小,则穿过磁场I和在两磁场之间的运动图像如图
两个过程位移相等,则图像面积相等,可以看出前一段的时间大于后一段的时间,故B正确;
C.由于进入磁场I和II时的速度相等,根据动能定理
又
则穿过磁场I的过程产生的热量为
故穿过两磁场产生的总热量为4mgd,C错误;
D.金属杆释放时距磁场Ⅰ上边界的高度为2d,做自由落体运动,故进入磁场时的速度为
又进入区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度相等,在两区域间做加速度为g的匀加速直线运动,设出磁场时的速度为,则穿过两磁场区域时
解得
根据题意知两磁场中运动时间相等,设为,根据动量定理
又
联立解得穿过区域Ⅱ的时间为
故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共计10分)
11.
(1)探究电磁感应现象应选用如图______(选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。
(2)在下面图甲中,当闭合时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央),则:在图乙中,磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转,(选填“向左”,“向右”或“不发生”);在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,电流表的指针将______偏转;(选填“向左”,“向右”或“不发生”)。
(3)在图丁中,为光敏电阻(光照增强电阻减小),轻质金属环用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管左侧。当光照减弱时,从左向右看,金属环A中电流方向为______(选填“顺时针”或“逆时针”),金属环A将______(选填“向左”或“向右”)运动。
【答案】(1)甲 (2) ①. 向左 ②. 向右
(3) ①. 顺时针 ②. 向右
【解析】
【小问1详解】
在电磁感应现象中,感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置,只需要有磁场、导体棒、电流表即可,不需要电源,分析图甲与乙可知,探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。
【小问2详解】
[1]在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,说明电流从负接线柱流入时,电流表指针向左偏。在图乙中,磁体N极插入线圈A过程中,线圈A中磁通量向下增大,根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入,则电流表的指针将向左偏转;
[2]在图丙中,导体棒ab向左移动过程中,根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入,则电流表的指针将向右偏转。
【小问3详解】
[1]当光照减弱时,热敏电阻的阻值变大,回路电流减小,螺线管产生的磁场减弱,穿过金属环A的磁通量向右减小,根据楞次定律可知,从左向右看,金属环A中电流方向为顺时针;
[2]金属环A电流方向为顺时针,而螺线管电流方向为顺时针,根据同向电流相互吸引,可知金属环将向右运动。
四、解答题
12. 如图所示,矩形线圈的面积是,共100匝,线圈的总电阻,外接电阻,整个线圈以角速度在匀强磁场中绕匀速转动,匀强磁场的磁感应强度,求(电压表为理想电表):(计算结果有根号的保留根号,有的保留)
(1)当线圈由图示位置转过60°时,通过电阻R的电流大小;
(2)当线圈由图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量;
(3)电压表的示数;
(4)线圈转动一周的过程中,外力做了多少功。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由法拉第感应定律可知线圈中感应电动势的最大值为
交变电流的最大值为
电流的瞬时表达式为
代入数据解得当线圈由图示位置转过60°时,电流值为
【小问2详解】
由法拉第感应定律可知感应电动势平均值为
通过电阻的电荷量为
解得电荷量
【小问3详解】
线圈中感应电动势的最大值为
根据有效值的定义有
由闭合回路欧姆定律可知
即电压表的示数为
【小问4详解】
由能量守恒可知外力做功全部转化为系统的焦耳热,由焦耳定律有
线圈转动一周的过程中,外力做了的功。
13. 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内,导轨电阻不计,其间距为。左端通过导线连接一个的定值电阻,整个导轨处在磁感应强度大小,方向竖直向下的匀强磁场中,质量、电阻、长度为的匀质金属杆垂直导轨放置,且与导轨接触良好。在杆的中点施加一个垂直杆的水平拉力,使杆由静止开始运动,拉力的功率保持不变,当杆的速度时撤去拉力。求:
(1)杆的速度为时,杆的加速度的大小;
(2)从撤去拉力F到杆停下整个过程中,杆上产生的热量;
(3)从撤去拉力F到杆停下整个过程中,杆滑动的位移大小。
【答案】(1)或;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,杆加速阶段,当杆的速度为时,感应电动势为
感应电流为
杆受到的安培力为
由公式可得,此时拉力为
由牛顿第二定律可得,杆的加速度的大小为
当杆的速度时撤去拉力之后,杆做减速运动,杆的速度减小到时,杆受到的安培力为,由牛顿第二定律可得,杆的加速度的大小为
(2)根据题意可知,撤去拉力F到杆停下整个过程中,由能量守恒定律可知,杆的动能转化为电路中产生的总热量,则有
则杆上产生的热量为
(3)根据题意,撤去拉力F到杆停下整个过程中,由动量定理有
由,和可得
则有
可得
解得
14. 如图所示,足够长的固定光滑平行金属导轨,其中部分间距为,部分间距为,部分水平且所在的空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为,部分倾角为。质量为、长度为、阻值为的导体棒N静置在导轨的部分上。另一质量也为、长度为,阻值为的导体棒M从导轨的部分由静止释放,经过时间,导体棒M恰好运动到进入水平轨道部分,重力加速度g取,导体棒M经过时损失的机械能忽略不计,两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻忽略不计。从导体棒M由静止释放到两导体棒运动状态达到稳定的过程中(导体棒M没有运动到处),求:
(1)导体棒M下滑到处时的速度大小
(2)导体棒N加速度的最大值;
(3)稳定时导体棒M和N的速度大小;
(4)导体棒N中产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3),
(4)
【解析】
【小问1详解】
导体棒M在倾斜导轨上,由牛顿第二定律可得
导体棒M在倾斜导轨上做匀加速直线运动,由运动学知识有
联立可得导体棒M下滑到处时的速度大小为
【小问2详解】
导体棒M进入磁场时切割磁感线产生的电动势为
由闭合电路欧姆定律有
导体棒M进入磁场时,导体棒N所受安培力最大,为
由牛顿第二定律有
联立解得
【小问3详解】
当通过两导体棒的电流为0时达到稳定,设达到稳定时导体棒M的速度为,导体棒N的速度为,则有
对导体棒M,根据动量定理有
对导体棒N,根据动量定理有
联立解得,
【小问4详解】
根据能量守恒有
导体棒N中产生的焦耳热为
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