精品解析：云南丽江市永胜县第一中学2025-2026学年上学期期末考试高二物理试题

云南省永胜县第一中学2025-2026学年上学期期末考试 高二物理 试卷 满分 100 分，考试时间 75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 以下判断中，正确的是（　　） A. 电场中某处电场强度的方向跟电荷在该点所受电场力的方向相同 B. 电荷在电场中某点受到的电场力小，该处的电场强度就小 C. 匀强电场中各位置的电场强度大小相同，方向可以不同 D. 电场线越密的区域，同一电荷所受电场力越大 2. 如图所示，金属圆环A用轻绳悬挂，所在平面与纸面垂直，圆心与长直螺线管中心轴线共线，整个装置静止，电键S始终闭合，当滑动变阻器触片P向右移动的过程中，圆环将（ ） A. 向右运动，并有扩张趋势 B. 向右运动，并有收缩趋势 C. 向左运动，并有扩张趋势 D. 向左运动，并有收缩趋势 3. 如图所示，厚度为h、宽为d的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属导体板时，在金属导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，电势差U、电流I和B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。下列说法正确的是（ ） A. 达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定高于下侧面A'的电势 B. 达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定低于下侧面A'的电势 C. 增大导体的厚度h时，A、A'之间的电势差U将变大 D. 增大磁感应强度B时，A、A'之间的电势差U将变小 4. 如图所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨PQ和MN，两导轨间距为m，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为T，导体棒ab垂直跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为kg，棒的中点用绝缘细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量kg。棒与导轨间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取）。为了使物体保持静止，则通过导体棒ab的电流为（已知，）（　　） A. 电流从b流向a， B. 电流从b流向a， C. 电流从a流向b， D. 电流从a流向b， 5. 直导线折成夹角为 60° 的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，线中通有如图所示恒定电流I．现将该导线绕轴OO′由图示位置向纸面外缓慢转过90°，在该过程中导线所受的安培力（ ） A. 大小和方向均不变 B. 大小和方向均改变 C. 大小改变，方向不变 D. 大小不变，方向改变 6. 有一种测定压力变化的传感器，其结构原理如图所示。A为固定电极板，B为可动电极板，可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定，当待测压力施加在可动电极板上时，使可动电极板发生形变，从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻R与电源相连，电源两端的电压恒定，已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况，下列说法中错误的是（　　） A. 当待测压力减小时，电流计的指针向左偏转 B. 当待测压力增大时，电流计的指针向左偏转 C. 当待测压力不变时，电流计的示数为零 D. 当待测压力为零时，电流计的示数为零 7. 如图，一质量为m的小物块带负电荷Q，开始时让它静止在倾角的固定光滑斜面顶端，整个装置放在场强大小为、方向水平向左的匀强电场中，斜面高为H，释放物块后，物块到达水平地面时的速度大小为（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，真空中两个点电荷+Q与+2Q分别固定在A、B两点，O为A、B连线的中点，C为A、B连线的中垂线上的一点，且OA=OB=OC=r，已知静电力常量为k，则以下说法正确的是（　　） A. C点的电场强度大小为 B. C点的电场强度大小为 C. 从A点沿直线至O点电势逐渐降低 D. 从B点沿直线至O点电势逐渐降低 9. 如图所示的电路中，电源电动势为2V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，电阻R2=2Ω，电阻R3=3Ω，滑动变阻器R4接入电路的阻值为2Ω，电容器的电容C=1.0μF，R1和R4间的连接点为A点，B点接地电势为零。开始单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（　　） A. 如果仅改变R4的滑片位置，电源的最大输出功率为4W B. 如果仅改变R4的滑片位置，R4的最大功率为0.5W C. 如果仅将R4的滑片向上滑动，A点的电势会增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过R3的电荷量为 10. 某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　） A. 线框中产生的电动势峰值为6V B. 电路中的交流电压表读数为12V C. 发电装置的输出功率为30W D. 电路中的电阻获得的功率为20W 二、非选择题（本题共5个大题，共54分） 11. 如图所示，托盘通过绕过光滑定滑轮的细线牵连静止放在气垫导轨上的滑块，气垫导轨与水平面夹角为θ（已知θ角，但图中未画出），将滑块移至光电门1左侧某处，从静止释放，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2，从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；测出挡光条的宽度d；由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s；重力加速度为g。 （1）滑块通过光电门1和光电门2时的速度分别为_______；_______ （2）滑块m和M构成的系统减少的重力势能为_______ （3）若满足关系式_______则可认为验证了机械能守恒定律。 12. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在______（填“M”或“N”）端； （2）按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为______（填“a”“b”或“c”），改接的方法是______。 （3）根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的电动势______V，内阻______Ω（结果均保留2位有效数字）。 13. 如图所示，一个带电荷量绝对值为、质量为的小物块（可看作质点）处于一倾角为的光滑绝缘斜面上，斜面长度，整个装置处于一水平向右的匀强电场中，此时物块恰好静止于斜面的顶端，求：（g取，，） （1）小物体的电性； （2）电场强度的大小； （3）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑至斜面底端时电场力做了多少功，到达斜面底端时物块的速度大小。 14. 在如图所示的圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场，圆心在轴正方向上的点，半径为，与轴相切于点，与垂直于轴的虚线相切于点，虚线右侧的整个区域有垂直于平面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子（重力不计）以初速度从点沿轴正方向射入圆形区域并从上的点进入右侧区域，一段时间后从虚线上的点离开右侧区域，且两点关于轴对称。已知，粒子质量为，电荷量为。求： （1）圆形区域内磁场的磁感应强度； （2）右侧区域磁场的磁感应强度； （3）粒子在右侧区域运动时间。 15. 如图所示，在竖直面内固定两根足够长的光滑平行金属导轨、，导轨间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。将两根始终与导轨垂直且接触良好的金属棒、放置在导轨上。将金属棒锁定，金属棒在方向竖直向上、大小为的恒力作用下，由静止竖直向上运动，金属棒速度达到最大时撤掉恒力，同时解除的锁定，经时间后金属棒到达最高点，此时金属棒下滑的位移为。已知两棒的长度均为，电阻均为，质量均为，不考虑其他电阻，重力加速度为。求 （1）解除金属棒的锁定时，金属棒的速度； （2）解除金属棒的锁定时，金属棒所受的安培力大小； （3）从撤掉恒力到金属棒上升到最高点的过程中，金属棒沿导轨向上滑动的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南省永胜县第一中学2025-2026学年上学期期末考试 高二物理 试卷 满分 100 分，考试时间 75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 以下判断中，正确的是（　　） A. 电场中某处电场强度的方向跟电荷在该点所受电场力的方向相同 B. 电荷在电场中某点受到的电场力小，该处的电场强度就小 C. 匀强电场中各位置的电场强度大小相同，方向可以不同 D. 电场线越密的区域，同一电荷所受电场力越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向，负电荷受力方向与场强方向相反，A错误； B．由可知，电场强度与电场力及电荷量均有关，仅凭电场力的大小无法确定场强大小，B错误； C．匀强电场的定义是场强大小和方向均相同，因此方向不可能不同，C错误； D．电场线越密，场强越大。由 可知，同一电荷在电场线越密的区域所受电场力也越大，D正确； 故选D。 2. 如图所示，金属圆环A用轻绳悬挂，所在平面与纸面垂直，圆心与长直螺线管中心轴线共线，整个装置静止，电键S始终闭合，当滑动变阻器触片P向右移动的过程中，圆环将（ ） A. 向右运动，并有扩张趋势 B. 向右运动，并有收缩趋势 C. 向左运动，并有扩张趋势 D. 向左运动，并有收缩趋势 【答案】A 【解析】 【详解】当触片P向右移动时，电路中的电阻增大，电流减小，则螺线管产生的磁场减小，根据楞次定律，感应磁场方向与原磁场方向相同，相互吸引，所以金属圆环A向右运动，因为磁通量减小，金属圆环A有扩张的趋势。 故选A。 3. 如图所示，厚度为h、宽为d的金属导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属导体板时，在金属导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，电势差U、电流I和B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。下列说法正确的是（ ） A. 达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定高于下侧面A'的电势 B. 达到稳定的状态时，金属导体板上侧面A的电势一定低于下侧面A'的电势 C. 增大导体的厚度h时，A、A'之间的电势差U将变大 D. 增大磁感应强度B时，A、A'之间的电势差U将变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流方向向右，金属导体中定向移动的电荷为自由电子，电子定向移动方向向左，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向上，即电子向上侧面偏转，导致上侧面积累负电荷，下侧面积累正电荷，因此达到稳定状态时上侧面的电势一定低于下侧面的电势，故A错误； B．由对A选项的分析可知，达到稳定状态时，金属导体板上侧面的电势一定低于下侧面的电势，故B正确； C．达到稳定状态时，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，根据平衡条件和电流的微观表达式分别有， 联立解得 可知、之间的电势差与导体的厚度无关，当增大导体的厚度时，、之间的电势差不变，故C错误； D．由对C选项的分析可知，、之间的电势差表达式为，当增大磁感应强度时，、之间的电势差将变大，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨PQ和MN，两导轨间距为m，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为T，导体棒ab垂直跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为kg，棒的中点用绝缘细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量kg。棒与导轨间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取）。为了使物体保持静止，则通过导体棒ab的电流为（已知，）（　　） A. 电流从b流向a， B. 电流从b流向a， C. 电流从a流向b， D. 电流从a流向b， 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据题意，导体棒保持静止，绳上的拉力N，最大静摩擦 N 重力沿斜面向下的分力 N 故导体棒要想处于平衡状态，所受安培力必须平行于斜面向下，电流方向必须满足从b向a，安培力在最大静摩擦力方向沿斜面向下有最小值，向上有最大值，取临界状态，如果最大静摩擦力平行于斜面向下 ， 解得 N 同理如果最大静摩擦力平行于斜面向上可以解得 N 故 BCD错误，A正确，故选A。 5. 直导线折成夹角为 60° 的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，线中通有如图所示恒定电流I．现将该导线绕轴OO′由图示位置向纸面外缓慢转过90°，在该过程中导线所受的安培力（ ） A. 大小和方向均不变 B. 大小和方向均改变 C. 大小改变，方向不变 D. 大小不变，方向改变 【答案】A 【解析】 【详解】折线所受安培力等效为直线所受的安培力，旋转前后，电流大小、方向均不变，由 安培力大小不变。由左手定则安培力方向不变。 故选A。 6. 有一种测定压力变化的传感器，其结构原理如图所示。A为固定电极板，B为可动电极板，可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定，当待测压力施加在可动电极板上时，使可动电极板发生形变，从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻R与电源相连，电源两端的电压恒定，已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况，下列说法中错误的是（　　） A. 当待测压力减小时，电流计的指针向左偏转 B. 当待测压力增大时，电流计的指针向左偏转 C. 当待测压力不变时，电流计的示数为零 D. 当待测压力为零时，电流计的示数为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．当待测压力减小时，电容器极板间的距离增大，根据，可知减小，结合，不变，则减小，电容器放电，电流计电流从“﹣”接线柱流入，指针向右偏转，故A错误； B．当待测压力增大时，电容器极板间的距离减小，根据，可知增大，结合，不变，则增大，电容器充电，电流计电流从“﹢”接线柱流入，指针向左偏转，故B正确； C．当待测压力不变时，电容不变，电容器不存在充放电过程，电流计无电流，示数为零，故C正确； D．当待测压力为零时，板B处于静止且电容器电容不变，电容器无充放电过程，电流计示数为零，故D正确。 由于本题选错误的，故选A。 7. 如图，一质量为m的小物块带负电荷Q，开始时让它静止在倾角的固定光滑斜面顶端，整个装置放在场强大小为、方向水平向左的匀强电场中，斜面高为H，释放物块后，物块到达水平地面时的速度大小为（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】物块受重力、水平向右的电场力；受力分析如图所示 滑块初速度为零，只能沿合力方向做匀加速直线运动。如图所示，滑块所受电场力与重力的合力与水平方向成角，小于斜面倾角，所以小物块虽从斜面上释放但不沿斜面下滑，而将沿图中虚线运动到地面。由题意知，电场力 从开始到落地过程由动能定理有 解得 故选A。 8. 如图所示，真空中两个点电荷+Q与+2Q分别固定在A、B两点，O为A、B连线的中点，C为A、B连线的中垂线上的一点，且OA=OB=OC=r，已知静电力常量为k，则以下说法正确的是（　　） A. C点的电场强度大小为 B. C点的电场强度大小为 C. 从A点沿直线至O点电势逐渐降低 D. 从B点沿直线至O点电势逐渐降低 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．+Q在C处产生的电场强度大小为 方向沿AC连线方向；+2Q在C处产生的电场强度大小为 方向沿BC连线方向；由于两个点电荷产生的电场方向相互垂直，故C点的合场强大小为，故A错误，B正确； CD．设A、B连线上一点P到A的距离为x，则其到B的距离为2r−x，+Q电荷在P处产生的电势为 +2Q在P处产生的电势为 故P点的电势为 由表达式可知，当时，φP有最小值，故从B点沿直线至O点电势逐渐降低，从A点沿直线至O点电势先降低后增大，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示的电路中，电源电动势为2V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，电阻R2=2Ω，电阻R3=3Ω，滑动变阻器R4接入电路的阻值为2Ω，电容器的电容C=1.0μF，R1和R4间的连接点为A点，B点接地电势为零。开始单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（　　） A. 如果仅改变R4的滑片位置，电源的最大输出功率为4W B. 如果仅改变R4的滑片位置，R4的最大功率为0.5W C. 如果仅将R4的滑片向上滑动，A点的电势会增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过R3的电荷量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电源输出功率和外电阻关系图像如图所示 由题中已知数据可知仅改变R4的滑片位置，外电阻始终大于内阻，则时，外电阻取，电源的输出功率最大为 故A错误； B．R4的阻值可变，求其最大功率时，可将电源和看成等效电源，其等效内阻为 则当时，R4的功率最大为 故B正确； C．如果仅将R4的滑片向上滑动，R4接入电路的阻值变小，闭合电路的电流为 则电流变大，故定阻电阻的电压变大，而R4的电压为 则R4的电压变小，而，根据 可得升高，故C正确； D．开关S接触点1时，电容器并联在两端，且左板带正电，右板带负电，有 开关S接触点2时，电容器并联在两端，且左板带负电，右板带正电，有 电容器充电时会抵消原来所带电量，再充电左负右正，则流过R3的电荷量为 故D错误。 故选BC。 10. 某同学自制了如图甲所示的波浪发电装置（内阻不计），浪板在波浪的作用下，带动线框以角速度匀速转动。已知线框的匝数、面积且处于磁感应强度的匀强磁场中。将该发电装置连接到图乙所示的输电电路中，输电线路的总阻值，两理想变压器、的原、副线圈的匝数比分别为，。测得电流表的读数为，电流表和电压表均为理想电表，则（　　） A. 线框中产生的电动势峰值为6V B. 电路中的交流电压表读数为12V C. 发电装置的输出功率为30W D. 电路中的电阻获得的功率为20W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线框产生电动势的峰值，故A错误； B．升压变压器原线圈两端电压的有效值为 升压变压器的原、副线圈的电压之比为 则电压表读数为，故B正确； CD．降压变压器的原、副线圈两端的电流之比 且 解得 则输电线路损失的电压为 降压变压器的原线圈两端的电压为 电阻获得的功率为 发电装置的输出功率为，故C错误，D正确。 故选BD。 二、非选择题（本题共5个大题，共54分） 11. 如图所示，托盘通过绕过光滑定滑轮的细线牵连静止放在气垫导轨上的滑块，气垫导轨与水平面夹角为θ（已知θ角，但图中未画出），将滑块移至光电门1左侧某处，从静止释放，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2，从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m；测出挡光条的宽度d；由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s；重力加速度为g。 （1）滑块通过光电门1和光电门2时的速度分别为_______；_______ （2）滑块m和M构成的系统减少的重力势能为_______ （3）若满足关系式_______则可认为验证了机械能守恒定律。 【答案】（1） ①. ②. （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，可得滑块通过光电门1和光电门2时的速度分别为， 【小问2详解】 在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，m和M构成的系统减少的重力势能为 【小问3详解】 若满足重力势能的减少等于系统动能的增加，则机械能守恒，即 12. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在______（填“M”或“N”）端； （2）按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为______（填“a”“b”或“c”），改接的方法是______。 （3）根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的电动势______V，内阻______Ω（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1）M （2） ①. ②. 应将导线的两端分别连接电压表的“”接线柱和开关的右端接线柱 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处，远离下端接线柱，故应在M端。 【小问2详解】 [1]根据电路图可知实物图中导线连接错误， [2]略 【小问3详解】 [1][2]根据 可知图线与纵轴交点为电动势，斜率的绝对值为内阻，则 ， 13. 如图所示，一个带电荷量绝对值为、质量为的小物块（可看作质点）处于一倾角为的光滑绝缘斜面上，斜面长度，整个装置处于一水平向右的匀强电场中，此时物块恰好静止于斜面的顶端，求：（g取，，） （1）小物体的电性； （2）电场强度的大小； （3）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑至斜面底端时电场力做了多少功，到达斜面底端时物块的速度大小。 【答案】（1）负电；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）小物块静止时受力如图：可知小物块受的电场力与匀强电场的方向相反，所以小物块带负电。 （2）由受力平衡得 解得 代入数据得 （3）物块下滑至斜面底端时电场力做功为 根据动能定律可得 解得到达斜面底端时物块的速度大小为 14. 在如图所示的圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场，圆心在轴正方向上的点，半径为，与轴相切于点，与垂直于轴的虚线相切于点，虚线右侧的整个区域有垂直于平面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子（重力不计）以初速度从点沿轴正方向射入圆形区域并从上的点进入右侧区域，一段时间后从虚线上的点离开右侧区域，且两点关于轴对称。已知，粒子质量为，电荷量为。求： （1）圆形区域内磁场的磁感应强度； （2）右侧区域磁场的磁感应强度； （3）粒子在右侧区域运动时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）连接交圆于点，则粒子从点离开圆形磁场区域，粒子的轨迹如图，圆心为，在轴上，粒子在其中做匀速圆周运动的半径为，为，则 解得 连接，在中，有 解得 设圆形区域磁场磁感应强度为，有 圆形区域内磁场的磁感应强度为 （2）设右侧区域内磁场磁感应强度为，粒子做圆周运动的圆心为，半径为，有 根据洛伦兹力提供向心力 解得右侧区域磁场的磁感应强度为 （3）轨迹对应的圆心角为，由于垂直于，则由几何关系 设粒子在右侧区域做圆周运动的周期为，运动时间为，则 解得粒子在右侧区域运动时间为 15. 如图所示，在竖直面内固定两根足够长的光滑平行金属导轨、，导轨间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。将两根始终与导轨垂直且接触良好的金属棒、放置在导轨上。将金属棒锁定，金属棒在方向竖直向上、大小为的恒力作用下，由静止竖直向上运动，金属棒速度达到最大时撤掉恒力，同时解除的锁定，经时间后金属棒到达最高点，此时金属棒下滑的位移为。已知两棒的长度均为，电阻均为，质量均为，不考虑其他电阻，重力加速度为。求 （1）解除金属棒的锁定时，金属棒的速度； （2）解除金属棒的锁定时，金属棒所受的安培力大小； （3）从撤掉恒力到金属棒上升到最高点的过程中，金属棒沿导轨向上滑动的最大距离。 【答案】（1），方向沿导轨向上 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒运动的加速度大小为，速度大小为，由牛顿第二定律得 又有， 当加速度时，金属棒的速度达到最大值，即 解得 方向沿导轨向上。 【小问2详解】 解除金属棒锁定时，金属棒速度为，则金属棒所受到安培力 可知 【小问3详解】 在时间内，对金属棒应用动量定理得 其中 根据法拉第电磁感应定律可得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $