精品解析：安徽师范大学附属中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷

安徽师范大学附属中学2025~2026第一学期期末教学质量监控 高二物理试卷 注意事项： 1.本试卷共15小题，共4页，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，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，再选涂其它答案标号；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.所有答案均要在答题卡上，否则无效。考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 如图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r。静电平衡后，感应电荷在球心处产生的场强大小等于（ ） A. B. C. D. 2. 一个带正电的质点，电荷量，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为，质点的动能增加了，则a、b两点间的电势差为（ ） A. B. C. D. 3. 一电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图所示。若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（　　） A. 在R上串联一比R小得多的电阻 B. 在R上串联一比R大得多的电阻 C. 在R上并联一比R小得多的电阻 D. 在R上并联一比R大得多的电阻 4. 如图，汽车电动机启动后车灯会变暗，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为，电动机启动时电流表读数为，若电源电动势为，内阻为0.5Ω，电流表内阻不计，灯丝电阻不随温度而变化，则电动机启动后电动机的电功率约为（ ） A. B. C. D. 5. 两条直导线互相垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动.当电流按图所示的方向通入两条导线时，CD导线将（ ） A. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动，不平动 C. 顺时针方向转动，不平动 D. 顺时针方向转动，同时靠近导线AB 6. 如图所示，在半径为圆形轨道（粗细均匀）内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒在外力作用下沿轨道平面做匀速运动，速度大小为。已知轨道总电阻为，导体棒总电阻为。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及摩擦，当导体棒通过圆心时，a、b两点的电势差为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，与同时亮起 B. 闭合后，亮起后亮度不变 C. 稳定后，与亮度一样 D. 稳定后，电容器的电荷量是 8. 用电阻率为、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为r的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（ ） A. 圆环中始终没有感应电流产生 B. 圆环中的感应电流大小为 C. 圆环中产生的热量为 D. 圆环中有先顺时针再逆时针的感应电流 9. 如下图所示，有一边界为等腰直角三角形区域，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两直角边的边长为L；有边长也为L的正方形均匀铜线框abcd，以恒定的速度v沿垂直于磁场左边界的方向穿过磁场区域，且磁场的下边界与线框的ad边处于同一水平面上；设ab刚进入磁场为t=0时刻，在线圈穿越磁场区域的过程中，cd间的电势差记为Ucd，从c到d流过cd的电流记为Icd，则Ucd、Icd随时间t变化的图线是下图中的（　　） A. B. C. D. 10. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板，到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（ ） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 三、实验题（11题6分，12题8分，共14分） 11. 某实验小组利用图甲所示电路测量电流表A的内阻，可选用的器材有： A.待测电流表A（量程内阻约100Ω） B.电阻箱（最大阻值为999.9Ω） C.电阻箱（最大阻值为99999.9Ω） D.电源（电动势约为） E.电源（电动势约为） F.电键、导线若干 （1）按图甲电路，闭合电键前，应将调到最大，合上电键，调节使电流表满偏； （2）再闭合电键，保持不变，调节，使电流表半偏 （3）实验中的示数如图乙所示，被测电流表的内阻______ （4）关于实验测量误差的分析正确的是______； A.测得的电流表内阻偏小 B.测得的电流表内阻偏大 C.为减小测量误差应选择电动势小的电源 D.为减小测量误差应选择电动势大的电源 （5）若要将已测内阻的电流表改装成量程为1V的电压表，则与其连接的电阻阻值为_____。 12. 某物理学习兴趣小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，实验电路图如图1所示，其中，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V；将单刀双掷开关分别与1和2闭合，改变R的阻值大小，得到对应一系列电流表及电压表的数据，将数据点分别描绘在坐标纸上，连接后并进行延长，与横轴及纵轴的交点如图3所示。 （1）实验中某次电流表的读数如图2所示，则电流表的读数为______A； （2）请在图3正确描绘出所测得的图像； （3）根据实验数据，电源的电动势为______V，内阻为______，电流表的内阻为______（计算结果均保留两位小数）；此实验测得的电源内阻______（填“偏大”“偏小”或“无误差”）。 四、解答题（第13题12分，第14题16分，第15题16分，共44分） 13. 质量为、带电量为的小球从距地面高度为处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为处，有一根管口比小球直径略大的竖直吸管，管的上口距地面为，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加上一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，（）求： （1）小球的初速度 （2）电场强度E的大小； （3）小球落地时的动能。 14. 在平面直角坐标系中，第I象限存在沿轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场，经轴上的点与轴正方向成角射入磁场，最后从轴负半轴上的P点垂直于轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求： （1）、两点间的电势差； （2）粒子从点运动到P点的总时间； （3）若磁感应强度大小可以调节，为使粒子不从轴穿出磁场，则磁场的磁感应强度至少为多大。 15. 如图所示，足够长的两平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角为，导轨间距，导轨底端接的定值电阻，导轨电阻不计。导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小，质量、接入电路电阻的金属棒垂直置于导轨上。金属棒在大小为、方向始终沿轨道平面向上并垂直于金属棒的恒力F作用下，从静止开始沿导轨向上滑行，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，，，。求： （1）金属棒从静止起向上运动的过程中，金属棒的最大加速度及拉力的最大功率分别为多少? （2）当金属棒刚匀速运动时改变拉力的大小，使金属棒以1m/s²的加速度沿轨道向上做匀加速运动，经过一段时间，拉力的冲量达到36N·s时，该段匀加速运动时间内，通过金属棒横截面的电量为多少? （3）若当金属棒匀速运动时改变拉力的大小，使拉力F的功率恒为75W，此后经3s金属棒的加速度变为零，此过程电阻R中产生的焦耳热为，则此过程金属棒沿导轨向上运动的距离为多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安徽师范大学附属中学2025~2026第一学期期末教学质量监控 高二物理试卷 注意事项： 1.本试卷共15小题，共4页，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，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，再选涂其它答案标号；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.所有答案均要在答题卡上，否则无效。考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 如图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r。静电平衡后，感应电荷在球心处产生的场强大小等于（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属球内部处于静电平衡状态，故合场强处处为零。所以感应电荷在球心处产生的场强应和点电荷Q产生的场强大小相等，即。 故选B。 2. 一个带正电的质点，电荷量，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除静电力外，其他力做的功为，质点的动能增加了，则a、b两点间的电势差为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据动能定理可得 可得a、b两点间的电势差为 故选B。 3. 一电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图所示。若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（　　） A. 在R上串联一比R小得多的电阻 B. 在R上串联一比R大得多的电阻 C. 在R上并联一比R小得多的电阻 D. 在R上并联一比R大得多的电阻 【答案】D 【解析】 【详解】改装后的电压表读数不准，说明串联的电阻不准确，所以应使串联电阻有所改变。电压表的读数比准确值小了一些，说明流经电压表的电流稍小些，串联的电阻稍大了些，要使电压表读数准确，应使串联电阻的总阻值稍小些，可在R上并联一比R大得多的电阻。 故选D。 4. 如图，汽车电动机启动后车灯会变暗，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为，电动机启动时电流表读数为，若电源电动势为，内阻为0.5Ω，电流表内阻不计，灯丝电阻不随温度而变化，则电动机启动后电动机的电功率约为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设车灯的电阻为，电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律可得 可得 电动机启动时，根据闭合电路欧姆定律可得外电压为 此时通过车灯的电流为 通过电动机的电流为 则电动机启动后电动机的电功率为 故选C。 5. 两条直导线互相垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动.当电流按图所示的方向通入两条导线时，CD导线将（ ） A. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动，不平动 C. 顺时针方向转动，不平动 D. 顺时针方向转动，同时靠近导线AB 【答案】A 【解析】 【详解】电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，可知CD导线逆时针方向转动．当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB。 故选A。 6. 如图所示，在半径为圆形轨道（粗细均匀）内存在着垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒在外力作用下沿轨道平面做匀速运动，速度大小为。已知轨道总电阻为，导体棒总电阻为。运动过程中导体棒与轨道良好接触，忽略阻力及摩擦，当导体棒通过圆心时，a、b两点的电势差为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】确定有效切割长度：当导体棒经过圆心时，在轨道间切割磁感线的有效长度等于圆的直径，即： 计算感应电动势：根据动生电动势公式 ，代入数据得： 分析电路总电阻：圆形总电阻为，被导体棒分为两个电阻均为的半圆弧，两个半圆弧并联，外电路总电阻： 导体棒电阻为电源内阻，电路总电阻 计算a、b电势差：电路总电流  a、b两点的电势差为外电路路端电压： 故选B。 7. 如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为和是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，与同时亮起 B. 闭合后，亮起后亮度不变 C. 稳定后，与亮度一样 D. 稳定后，电容器的电荷量是 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误； B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误； C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确； D．稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 故选C。 8. 用电阻率为、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为r的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（ ） A. 圆环中始终没有感应电流产生 B. 圆环中的感应电流大小为 C. 圆环中产生的热量为 D. 圆环中有先顺时针再逆时针的感应电流 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】确定磁场区域面积、磁通量变化率：圆环半径为，其内接正方形的对角线长等于圆环直径，因此正方形面积：  由图得磁感应强度变化率：  计算感应电动势：根据法拉第电磁感应定律： 计算圆环电阻：由电阻定律，圆环周长，导线横截面积为： AD．整个过程磁通量持续变化，因此始终有感应电流； 根据楞次定律：向里的磁通量减小，向外的磁通量增大，感应磁场始终向里，因此感应电流始终为顺时针，方向不变，故A、D错误； B．感应电流大小代入、得：，故B错误； C．总时间，产生的热量 代入得：，故C正确。 故选C。 9. 如下图所示，有一边界为等腰直角三角形区域，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两直角边的边长为L；有边长也为L的正方形均匀铜线框abcd，以恒定的速度v沿垂直于磁场左边界的方向穿过磁场区域，且磁场的下边界与线框的ad边处于同一水平面上；设ab刚进入磁场为t=0时刻，在线圈穿越磁场区域的过程中，cd间的电势差记为Ucd，从c到d流过cd的电流记为Icd，则Ucd、Icd随时间t变化的图线是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】当ab边刚进入磁场时产生的电动势 E=BLv 此时 方向均为正值；当线圈向右运动L全部进入磁场时，切割磁感线的有效长度逐渐减为0，此时Ucd和Icd减为零；然后线圈出离磁场，刚开始出离磁场时电动势 E=BLv 此时 方向与正方向相同 方向与正方向相反；当线圈向右运动L全部出离磁场时，切割磁感线的有效长度逐渐减为0，此时Ucd和Icd减为零； 故选AC。 10. 如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板，到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（ ） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力，有 可得，故A错误； B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1 根据几何关系可知 当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2，根据几何关系可知 故上表面接收到粒子的区域长度为，故B正确； C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面N点；当粒子沿y轴正方向射出时，粒子下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3，根据几何关系此时离y轴距离为d，故下表面接收到粒子的区域长度为d，故C正确； D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，有，故D错误。 故选BC。 三、实验题（11题6分，12题8分，共14分） 11. 某实验小组利用图甲所示电路测量电流表A的内阻，可选用的器材有： A.待测电流表A（量程内阻约100Ω） B.电阻箱（最大阻值为999.9Ω） C.电阻箱（最大阻值为99999.9Ω） D.电源（电动势约为） E.电源（电动势约为） F.电键、导线若干 （1）按图甲电路，闭合电键前，应将调到最大，合上电键，调节使电流表满偏； （2）再闭合电键，保持不变，调节，使电流表半偏 （3）实验中的示数如图乙所示，被测电流表的内阻______ （4）关于实验测量误差的分析正确的是______； A.测得的电流表内阻偏小 B.测得的电流表内阻偏大 C.为减小测量误差应选择电动势小的电源 D.为减小测量误差应选择电动势大的电源 （5）若要将已测内阻的电流表改装成量程为1V的电压表，则与其连接的电阻阻值为_____。 【答案】 ①. 85.6 ②. AD ③. 914.4 【解析】 【详解】（3）[1]当电流表半偏时，可认为通过R1和电流表的电流近似相等，所以 （4）[2]AB．本实验采用半偏法测电流表内阻，是建立在忽略闭合开关S2并调节R1使电流表半偏后干路电流不变这一基础上进行测量的，但实际情况是R1接入电路后，电路总电阻减小，干路电流会增大，所以当电流表半偏时，通过R1的实际电流大于则此时R1的阻值小于，即测得的电流表内阻偏小，故A正确，B错误； CD．根据前面分析可知，R2接入电路的阻值越大，闭合开关S2并调节R1使电流表半偏后，干路电流的变化越小，系统误差越小，在电流表满偏电流一定的情况下，要满足上述条件，应选择电动势大的电源，故C错误，D正确。 故选AD。 （5）[3]根据电表改装原理可知与电流表连接的电阻阻值为 12. 某物理学习兴趣小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，实验电路图如图1所示，其中，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V；将单刀双掷开关分别与1和2闭合，改变R的阻值大小，得到对应一系列电流表及电压表的数据，将数据点分别描绘在坐标纸上，连接后并进行延长，与横轴及纵轴的交点如图3所示。 （1）实验中某次电流表的读数如图2所示，则电流表的读数为______A； （2）请在图3正确描绘出所测得的图像； （3）根据实验数据，电源的电动势为______V，内阻为______，电流表的内阻为______（计算结果均保留两位小数）；此实验测得的电源内阻______（填“偏大”“偏小”或“无误差”）。 【答案】（1）0.30 （2） （3） ①. 2.98 ②. 5.96 ③. 1.49 ④. 无误差 【解析】 【小问1详解】 电流表读数为0.3A。 【小问2详解】 根据闭合电路的欧姆定律，当单刀双掷开关接1时 化简得 当单刀双掷开关接2时 而 化简得 可知，接1时 ， 接2时 ， 图像如图 【小问3详解】 [1][2][3]由（2）解得 ，，， [4]电路考虑到了电压表的分流作用和电流表的分压作用，所以测量无误差。 四、解答题（第13题12分，第14题16分，第15题16分，共44分） 13. 质量为、带电量为的小球从距地面高度为处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为处，有一根管口比小球直径略大的竖直吸管，管的上口距地面为，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加上一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，（）求： （1）小球的初速度 （2）电场强度E的大小； （3）小球落地时的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 要使小球无碰撞地通过管口，则当它到达管口时，速度方向为竖直向下，而小球水平方向仅受电场力，做匀减速运动到零，竖直方向为自由落体运动。从抛出到管口，在竖直方向有 解得 在水平方向有 解得 【小问2详解】 在水平方向上，根据牛顿第二定律 由运动学公式得 联立解得 【小问3详解】 小球落地的过程中有重力和电场力做功，根据动能定理得 解得小球落地时的动能为 14. 在平面直角坐标系中，第I象限存在沿轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场，经轴上的点与轴正方向成角射入磁场，最后从轴负半轴上的P点垂直于轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求： （1）、两点间的电势差； （2）粒子从点运动到P点的总时间； （3）若磁感应强度大小可以调节，为使粒子不从轴穿出磁场，则磁场的磁感应强度至少为多大。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子过点的速度为，则有 解得 粒子从到的过程，根据动能定理可得 解得、两点间的电势差为 （2）粒子的运动轨迹如图所示 粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得 解得粒子的轨道半径为 粒子在电场中的时间为 粒子在磁场中的周期为 粒子在磁场中的时间为 粒子从点运动到P点的总时间为 （3）改变磁感应强度的大小，使粒子刚好与轴相切，如图所示 设此时的磁感应强度为，根据洛伦兹力提供向心力可得 由几何关系可得 联立解得 为使粒子不从轴穿出磁场，则磁场的磁感应强度至少为。 15. 如图所示，足够长的两平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角为，导轨间距，导轨底端接的定值电阻，导轨电阻不计。导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小，质量、接入电路电阻的金属棒垂直置于导轨上。金属棒在大小为、方向始终沿轨道平面向上并垂直于金属棒的恒力F作用下，从静止开始沿导轨向上滑行，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，，，。求： （1）金属棒从静止起向上运动的过程中，金属棒的最大加速度及拉力的最大功率分别为多少? （2）当金属棒刚匀速运动时改变拉力的大小，使金属棒以1m/s²的加速度沿轨道向上做匀加速运动，经过一段时间，拉力的冲量达到36N·s时，该段匀加速运动时间内，通过金属棒横截面的电量为多少? （3）若当金属棒匀速运动时改变拉力的大小，使拉力F的功率恒为75W，此后经3s金属棒的加速度变为零，此过程电阻R中产生的焦耳热为，则此过程金属棒沿导轨向上运动的距离为多少? 【答案】（1），96W （2）14C （3）39.2m 【解析】 【小问1详解】 金属棒在恒力F作用的瞬间，金属棒有最大加速度，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 当金属棒做匀速运动时，此时金属棒的速度最大，恒力F的功率最大，由力的平衡条件可得 切割产生的感应电动势为 感应电流为 安培力为 代入数据解得 恒力F的最大功率为 【小问2详解】 当金属棒刚匀速运动时改变拉力的大小，使金属棒以的加速度沿轨道向上做匀加速运动，此过程由牛顿第二定律可得 切割产生的感应电动势为 感应电流为 安培力为 代入数据化简可得 则有力的冲量 解得s 此过程金属棒的初速度为 金属棒向上运动的距离为 通过金属棒横截面的电量为 【小问3详解】 若当金属棒匀速运动时改变拉力的大小，使拉力F的功率恒为，可知此过程金属棒做变加速运动，此后经3s金属棒的加速度变成零，则有 由力的平衡条件可得 代入数据联立解得 设此过程金属棒沿导轨向上运动的距离为x，由能量守恒定律可得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $