精品解析:四川省巴中市通江县铁佛中学2024-2025学年高二下学期阶段一考试物理试卷
2026-08-02
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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) | 巴中市 |
| 地区(区县) | 通江县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.97 MB |
| 发布时间 | 2026-08-02 |
| 更新时间 | 2026-08-02 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59058354.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
巴中市通江县铁佛中学2026届高二下期阶段一考试
物理试卷
时长: 75分钟 总分: 100分
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图,垂直纸面向外的匀强磁场中有一硬质导线框,其中正方形边长为,线段。该导线框在纸面内绕点以角速度逆时针转动。则各点电势关系为( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,导轨间距为L且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计,现有一长为2L、电阻为2R的均匀金属棒OA垂直放在导轨上,金属棒的下端O在导轨上,沿着导轨以恒定的速度向右运动,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,则( )
A. 通过定值电阻的电流方向由b到a
B. 通过定值电阻的电流大小为
C. 金属棒OA两端的电压为
D. 金属棒受到的安培力大小为
3. 如图甲所示,100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连,其余电阻不计,线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D. 电表的读数为40V
4. 一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图甲所示。现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的I-t图像如图乙所示,则线框的可能形状是下列选项图中的( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为、垂直纸面向里的匀强磁场中,线框面积为,电阻为,线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 转过时,线框中的电流方向为
B. 图示的时刻开始计时,电流瞬时值为
C. 线框转一周的过程中,产生的热量为
D. 线框中感应电流的有效值为
6. 我国特高压技术领先全球,输电过程简化后如图所示,在总电源输入频率为50Hz的正弦式交流电,与均视为理想变压器,输电线电阻为R。某时刻输电线上功率损失为P,下列说法正确的是( )
A. 家庭电路中1s内电流的方向变化50次
B. 的输出功率等于的输入功率
C. 用电高峰期,用户接入用电器增多,的输出电压变小
D. 若因为输电距离增加,R阻值增加一倍,则输电线功率损失变为2P
7. 如图所示,水平面上固定的两光滑平行长直导轨,间距为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,两质量都为m、电阻都为R的导体棒、垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,静止,以初速度向右运动,运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻,忽略感应电流产生的磁场,则( )
A. 导体棒最终停止运动,以某一速度匀速运动
B. 导体棒的最大加速度为
C. 两导体棒的初始距离最小为
D. 回路中产生的总焦耳热为
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后( )
A. R的发热功率不变 B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小
9. 如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连,导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好,整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,现给棒一瞬时冲量,让它以初速度向右运动,则直到棒停止的过程中有:
A. 金属棒在导轨上做匀减速运动
B. 整个过程中通过金属棒的电量为
C. 整个过程中金属棒克服安培力做功为
D. 整个过程中金属棒上产生的焦耳热为
10. 如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R。垂直导轨的导体棒ab在平行导轨的水平外力F作用下沿导轨运动,F随t变化的规律如图乙所示。在0~t0时间内,棒从静止开始做匀加速直线运动。图乙中t0、F1、F2为已知量,棒和导轨的电阻不计。则( )
A. 在t0以后,导体棒先做加速,最后做匀速直线运动
B. 在t0以后,导体棒一直做匀加速直线运动
C. 在0~t0时间内,导体棒的加速度大小为
D. 在0~t0时间内,通过导体棒横截面的电荷量为
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 用电流传感器来探究电容器和电感对电流的影响,实验电路如图所示。当S接1或S接2,电流传感器就能显示其电流变化情况。
(1)S接2时电流传感器显示的电流变化与下图中电流I与t的变化相近的是( )
A. B.
C. D.
(2)已知电源的电动势为E、内阻为r,外电阻R,电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。当S接1,电路稳定后,电容器的带电量为___________;当S接2,电路稳定后,线圈产生的自感电动势为___________V。
12. 1831年法拉第发明了世界上第一台圆盘发电机。圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与圆盘的边缘和中心点接触良好,且与灵敏电流计G相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动,试回答下列问题:
(1)电刷M的电势___________(填“高”、“等”或“低”)于电刷N的电势;
(2)若只提高金属盘的转速,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(3)若仅将电刷M靠近电刷N,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(4)若仅将变阻器的滑片向右滑动,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(5)实验结束后,断开开关时,开关处___________(填“有可能”或“不可能”)出现火花放电。
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 如图所示,两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置,导轨间距为,导轨电阻不计;导轨右端接有阻值为的电阻。长度也为,阻值为的金属棒垂直于导轨放置,与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。求:
(1)通过电阻的电流大小和方向;
(2)水平外力大小;
(3)回路中的热功率。
14. 如图所示,理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2,在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
(1)若,求原副线圈两端的电压比;
(2)若R1=R2,,求原线圈两端的电压U1。
15. 如图,一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量的U型导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻的金属棒的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路;与斜面底边平行,长度。初始时与相距,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小,重力加速度大小取。求:
(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;
(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数;
(3)导体框匀速运动的距离。
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巴中市通江县铁佛中学2026届高二下期阶段一考试
物理试卷
时长: 75分钟 总分: 100分
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图,垂直纸面向外的匀强磁场中有一硬质导线框,其中正方形边长为,线段。该导线框在纸面内绕点以角速度逆时针转动。则各点电势关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】相当于导体棒转动切割磁感线,根据右手定则可知点电势最低;根据
有效长度,
得
得
故选A。
2. 如图所示,整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,导轨间距为L且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计,现有一长为2L、电阻为2R的均匀金属棒OA垂直放在导轨上,金属棒的下端O在导轨上,沿着导轨以恒定的速度向右运动,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,则( )
A. 通过定值电阻的电流方向由b到a
B. 通过定值电阻的电流大小为
C. 金属棒OA两端的电压为
D. 金属棒受到的安培力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.导体棒以恒定的速度向右运动切割磁感线产生动生电动势,其大小为
由右手定则可知等效电源的正极在上端,则通过定值电阻的电流方向由a到b,故A错误;
B.导体棒的上端切割磁感线只产生电动势,下端切割产生的电动势接入电路,其电阻为,外电路的电阻为,则通过定值电阻的电流大小为
故B正确;
C.金属棒OA两端的电压分为两部分,上端为棒的电动势,下端为闭合电路的路端电压,电压为
故C错误;
D.金属棒的下半部分通电受安培力,大小为
故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示,100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连,其余电阻不计,线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是( )
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D. 电表的读数为40V
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据楞次定律判断,线圈中产生的感应电流沿逆时针方向,所以电压表的正接线柱接线圈的M端,故AB错误;
C.由图乙知,线圈中磁通量的变化率为
故C错误;
D.感应电动势为
电表的读数为
故D正确。
故选D。
4. 一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图甲所示。现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的I-t图像如图乙所示,则线框的可能形状是下列选项图中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】导体棒切割磁感线产生的感应电动势
设线框总电阻是R,则感应电流
由题图乙所示图像可知,感应电流先均匀变大,后均匀变小,且电流大小与时间之间为线性关系,由于B、v、R是定值,故线框的有效长度L应先变长,后变短,且L随时间均匀变化,即L与时间t之间为线性关系。
A.闭合圆环匀速进入磁场时,有效长度L先变大,后变小,但L随时间不是均匀变化,不符合题意,故A错误;
B.正方形线框进入磁场时,有效长度L不变,感应电流不变,不符合题意,故B错误;
C.梯形线框匀速进入磁场时,有效长度L先均匀增加,后不变,最后均匀减小,不符合题意,故C错误;
D.三角形线框匀速进入磁场时,有效长度L先增加,后减小,且随时间均匀变化,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为、垂直纸面向里的匀强磁场中,线框面积为,电阻为,线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 转过时,线框中的电流方向为
B. 图示的时刻开始计时,电流瞬时值为
C. 线框转一周的过程中,产生的热量为
D. 线框中感应电流的有效值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.线框从中性面转过时,穿过线框且方向垂直纸面向里的磁通量减小。由楞次定律可知,从题图方向看,感应电流为顺时针方向,与A项所述方向相反,故A错误;
B.线框从中性面开始计时,感应电流的峰值
瞬时值,故B错误;
C.正弦式交变电流的有效值
线框转一周所需时间为
由焦耳定律得转动一周产生的热量,故C错误;
D.正弦式交变电流的有效值,故D正确。
故选D。
6. 我国特高压技术领先全球,输电过程简化后如图所示,在总电源输入频率为50Hz的正弦式交流电,与均视为理想变压器,输电线电阻为R。某时刻输电线上功率损失为P,下列说法正确的是( )
A. 家庭电路中1s内电流的方向变化50次
B. 的输出功率等于的输入功率
C. 用电高峰期,用户接入用电器增多,的输出电压变小
D. 若因为输电距离增加,R阻值增加一倍,则输电线功率损失变为2P
【答案】C
【解析】
【详解】A.总电源输入频率为50Hz,一个周期内电流变化两次方向,变压器不改变交流电频率,因此在输出端每秒电流方向改变100次,故A错误;
B.的输出功率等于的输入功率加上输电线上的损耗功率,故B错误;
C.用电高峰期,用户端电流变大,输电线电流变大,输电线上损耗的电压变大,的输入电压变小,的输出电压变小,故C正确;
D.R阻值增加一倍,输电线上电流变小,根据
可知,I变小,R变成2R,损耗功率不等于2P,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,水平面上固定的两光滑平行长直导轨,间距为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,两质量都为m、电阻都为R的导体棒、垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,静止,以初速度向右运动,运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻,忽略感应电流产生的磁场,则( )
A. 导体棒最终停止运动,以某一速度匀速运动
B. 导体棒的最大加速度为
C. 两导体棒的初始距离最小为
D. 回路中产生的总焦耳热为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据楞次定律,导体棒、最终以相同的速度匀速直线运动,设共同速度为,水平向右为正方向,根据动量守恒定律可得
解得
两导体最终都以的速度匀速运动,故A错误;
B.以初速度向右运动时两导体棒加速度最大,则有
解得
故B正确;
C.当导体棒、速度相等时距离为零,则两棒初始距离最小,设最小初始距离为l,则通过导体棒横截面的电量为
对导体棒,由动量定理得
即
解得
故C错误;
D.设导体棒、在整个过程中产生的焦耳热为,根据能量守恒定律可得
解得
故D错误;
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后( )
A. R的发热功率不变 B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.闭合开关S后,负载电阻减小,匝数为的线圈输出功率变大,匝数为的线圈输入功率也变大,a、b两端电压有效值不变,由
可知电流表的示数变大,根据
因比值不变,变大,变大,因此,R的发热功率变大,故A错误,C正确;
B.根据理想变压器电压比等于匝数比
可知输出电压不变,电压表的示数不变,故B正确;
D.根据理想变压器电流与匝数关系可得
由于匝数均保持不变,增大,所以、增大,故电流表的示数变大,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连,导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好,整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,现给棒一瞬时冲量,让它以初速度向右运动,则直到棒停止的过程中有:
A. 金属棒在导轨上做匀减速运动
B. 整个过程中通过金属棒的电量为
C. 整个过程中金属棒克服安培力做功为
D. 整个过程中金属棒上产生的焦耳热为
【答案】CD
【解析】
【详解】金属棒在整个运动过程中,受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,这两个力合力为零,还受到水平向左的安培力,金属棒受到的合力等于安培力,随着速度减小,安培力减小,加速度减小,故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动,故A错误;根据动量定理得,通过金属棒的电量为,可得,故B错误;整个过程中由动能定理可得:,则金属棒克服安培力做功为:,故C正确;整个回路产生的总焦耳热为: ,金属棒上产生的焦耳热为:.故D正确.
10. 如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R。垂直导轨的导体棒ab在平行导轨的水平外力F作用下沿导轨运动,F随t变化的规律如图乙所示。在0~t0时间内,棒从静止开始做匀加速直线运动。图乙中t0、F1、F2为已知量,棒和导轨的电阻不计。则( )
A. 在t0以后,导体棒先做加速,最后做匀速直线运动
B. 在t0以后,导体棒一直做匀加速直线运动
C. 在0~t0时间内,导体棒的加速度大小为
D. 在0~t0时间内,通过导体棒横截面的电荷量为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.因在0~t0时间内棒做匀加速直线运动,在t0时刻F2大于棒所受的所受的安培力,在t0以后,外力保持F2不变,安培力逐渐变大,导体棒做加速度越来越小的加速,当加速度a=0,即导体棒所受安培力与外力F2相等后,导体棒做匀速直线运动,故A正确,B错误;
C.设在0~t0时间内导体棒的加速度为a,导体棒的质量为m,t0时刻导体棒的速度为v,通过导体棒横截面的电量为q,则有
①
②
t=0时刻,v=0,导体棒所受的安培力为零,由牛顿第二定律有
③
由①②③解得
故C错误;
D.通过导体棒横截面的电量为
④
⑤
解得
故D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 用电流传感器来探究电容器和电感对电流的影响,实验电路如图所示。当S接1或S接2,电流传感器就能显示其电流变化情况。
(1)S接2时电流传感器显示的电流变化与下图中电流I与t的变化相近的是( )
A. B.
C. D.
(2)已知电源的电动势为E、内阻为r,外电阻R,电容器的电容为C,线圈的自感系数为L。当S接1,电路稳定后,电容器的带电量为___________;当S接2,电路稳定后,线圈产生的自感电动势为___________V。
【答案】(1)C (2) ①. CE ②. 0
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S的瞬间,电路中的电流突然增大,在L中要产生自感电动势阻碍电流的增加,所以电路的电流会逐渐增加到稳定值。故选C。
【小问2详解】
[1] S接1且电路稳定后,电容器两端电压为E,根据电容的定义式
则电容器所带电荷量为
[2]电路稳定后,电路电流的变化率为零,则线圈产生的自感电动势为零。
12. 1831年法拉第发明了世界上第一台圆盘发电机。圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与圆盘的边缘和中心点接触良好,且与灵敏电流计G相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动,试回答下列问题:
(1)电刷M的电势___________(填“高”、“等”或“低”)于电刷N的电势;
(2)若只提高金属盘的转速,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(3)若仅将电刷M靠近电刷N,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(4)若仅将变阻器的滑片向右滑动,电流计G的示数将变___________(填“大”或“小”);
(5)实验结束后,断开开关时,开关处___________(填“有可能”或“不可能”)出现火花放电。
【答案】 ①. 低 ②. 大 ③. 小 ④. 大 ⑤. 有可能
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据安培定则可知,电磁铁产生的磁场方向向右,由右手定则判断可知,金属盘产生的感应电流方向从M到N,则电刷M的电势低于电刷N的电势;
(2)[2]若只提高金属盘转速,感应电动势增大,故电流计的示数变大;
(3)[3]若仅将电刷M移近N,使电刷MN之间距离减小,切割磁感线的有效长度减小,产生的感应电动势减小,感应电流减小,则电流计的示数变小;
(4)[4]若仅将滑动变阻器滑动头向右滑,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路电流增大,磁场增强,电流计的示数将增大;
(5)[5]实验结束后,断开开关时,由于电路中电流减小,在线圈中产生感应电动势,则开关处可能出现火花放电。
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 如图所示,两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置,导轨间距为,导轨电阻不计;导轨右端接有阻值为的电阻。长度也为,阻值为的金属棒垂直于导轨放置,与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。求:
(1)通过电阻的电流大小和方向;
(2)水平外力大小;
(3)回路中的热功率。
【答案】(1)0.4A,由b指向a
(2)0.2N (3)0.8W
【解析】
【小问1详解】
金属棒产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律有
解得
根据右手定则可知,感应电流的方向由b指向a。
【小问2详解】
金属棒做匀速直线运动,根据平衡条件有
解得
【小问3详解】
回路中的热功率
解得P=0.8W
14. 如图所示,理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2,在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
(1)若,求原副线圈两端的电压比;
(2)若R1=R2,,求原线圈两端的电压U1。
【答案】(1)3:1;(2)198V
【解析】
【详解】根据理想变压器电压与匝数比的关系可知
①
根据理想变压器电流与匝数比的关系可知
②
而
③
④
由①②③④联立可得
15. 如图,一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量的U型导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻的金属棒的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路;与斜面底边平行,长度。初始时与相距,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小,重力加速度大小取。求:
(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;
(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数;
(3)导体框匀速运动的距离。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【分析】、
【详解】(1)根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动,由动能定理可得
代入数据解得
金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势,由法拉第电磁感应定律可得
由闭合回路的欧姆定律可得
则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为
(2)金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用,根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上,之后金属棒相对导体框向上运动,因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力,因匀速运动,可有
此时导体框向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律可得
设磁场区域的宽度为x,则金属棒在磁场中运动的时间为
当金属棒刚好离开磁场区域时,则此时导体框的速度为
则导体框的位移
因此导体框和金属棒的相对位移为
由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入磁场,则有位移关系
金属框进入磁场时匀速运动,此时的电动势为
导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力,因此可得
联立以上可得
(3)金属棒出磁场以后,速度小于导体框的速度,因此受到向下的摩擦力,做加速运动,则有
金属棒向下加速,导体框匀速,当共速时导体框不再匀速,则有
导体框匀速运动的距离为
代入数据解得
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