精品解析：广东惠州市华罗庚中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

惠州市华罗庚中学2025-2026学年第二学期高二期中质量检测物理试题 一、单选题 1. 关于电磁波的下列说法中正确的是（　　） A. 红外线最显著的作用是荧光效应 B. 紫外线最显著的作用是热效应 C. 麦克斯韦理论上预言了电磁波，而赫兹在实验中捕捉到了电磁波 D. 电视机遥控器发出的红外线频率比医院“CT”中的X射线频率要高 2. 如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　） A. 穿入过程，穿过圆环的磁通量不变 B. 穿入过程，圆环中会产生感应电流 C. 穿出过程，穿过圆环的磁通量不变 D. 穿出过程，圆环中不会产生感应电流 3. 如图，竖直放置的线圈两端连接一个定值电阻构成回路，一块强磁铁从线圈上方某一高度由静止释放后从线圈中穿过落到地面，下列说法正确的是（　　） A. 强磁铁落地的时间比没有线圈时短 B. 图示位置时通过电阻的电流方向为a→R→b C. 图示位置电阻的功率大小与强磁铁初始释放高度无关 D. 强磁铁刚进入线圈时与刚离开线圈时的加速度方向可能相同 4. 课本中有关电磁感应的四幅图，以下说法正确的是（　　） A. 甲图中，真空冶炼炉利用炉体外线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B. 乙图中，蹄形磁体在顺时针方向转动时，铝框也会顺时针方向转动 C. 丙图中，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. 丁图中，磁电式仪表通过把线圈绕在铝框骨架上，工作时铝框起到电磁驱动的作用 5. 如图所示，固定在同一水平面内的两条平行光滑金属导轨间距为d，导轨间有垂直于导轨平面，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨左、右两侧连接有阻值均为R的定值电阻R1、R2，阻值也为R的金属棒ab跨放于导轨上，与导轨间的夹角为θ。金属棒以速度v0水平向右匀速运动，不计导轨的电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 金属棒中的感应电流由a流向b B. a、b两点间的电势差为 C. 流过R1的电流大小为 D. 导体棒所受的安培力大小为 6. 一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所示。下列说法正确的是（ ） A. 状态①的温度高于状态②的温度 B. 状态①的压强小于状态②的压强 C. 状态①的分子数密度大于状态②的分子数密度 D. 图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积 7. 如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9:2。下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈的匝数比为3:1 B. 原、副线圈两端的电压比为3:2 C. 变压器的输入功率大于输出功率 D. 1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变50次 二、多选题 8. 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B. 扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动 C. 颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著 D. 当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 9. 某同学利用实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图像所示。已知在状态B时气体的体积为，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B气体的体积不变 B. 状态B到状态C气体温度增加 C. 状态A的压强是 D. 状态C体积是 10. 1831年10月 28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机-法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连，其中电阻，一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度ω逆时针匀速转动过程中，圆盘接入Oa间的等效电阻也为R，已知匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是 （　　） A. 若将电容器极板M向上移动，则带电油滴向下运动 B. 该油滴带负电 C. c点电势高于 b点电势 D. 电阻R2上消耗的电功率为 三、实验题 11. 一物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为n，接0和2时，接入匝数为2n，依次类推。 （1）（多选）实验还需下列器材中的 （填选项前的字母）。 A. 交流电流表 B. 交流电压表 C. 学生交流电源 （2）某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，若副线圈所接电表的示数为2.0V，则所接电源电压可能为 。（填选项前的字母）。 A. 18.0V B. 10.0V C. 5.0V D. 2.5V 12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 （1）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL 油酸，又用滴管测得每 50 滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=________m。（结果保留一位有效数字） （2）在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有 （多选）。 A. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B. 计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 13. 如图是“用DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。 主要步骤如下： ①将压强传感器调零； ②把活塞移至注射器满刻度处； ③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机； ④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。 （1）实验操作中，除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证_____不变。为此，在封入气体前，应________________。 （2）其中一小组根据测量的数据，绘出图像如图所示。发现图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是；_________。 （3）（多选）某实验小组描绘出了一定质量气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法中正确的是（A、B、C、D为四种状态）（　　） A. tA=tB B. tB= tC C. tC> tD D. tD>tA 四、解答题 14. 如图，一上端有卡销、容积为的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为（为大气压强），温度为，体积为。现对气体缓慢加热，使活塞刚好上升到卡销处时停止加热，然后立即在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，已知所加细砂的总质量是活塞质量的2倍。求： （1）活塞刚上升到卡销处时，缸内气体的温度； （2）最终稳定时缸内封闭气体的体积。 15. 如图1所示，轻质绝缘细线吊着质量，边长，电阻的单匝正方形闭合金属线框，对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度B随时间的变化图像如图2所示。不考虑线框的形变，取重力加速度，当线框处于静止状态，求： （1）线框中感应电流大小及方向（答“顺时针”或“逆时针”即可）； （2）内线框中产生的焦耳热； （3）当时，线框受到细绳的拉力的大小。 16. 如图所示，两根足够长平行金属导轨 MN、PQ固定在倾角（ 的绝缘斜面上，顶部接有一阻值。 的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。 整个装置处于磁感应强度 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒 ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻 ，电路中其余电阻不计。金属棒 ab 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。 取 （1）求金属棒 ab沿导轨向下运动的最大速度 vm以及向下运动过程中，电阻R上的最大电功率 PR； （2）若从金属棒 ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为6J，求流过电阻R的总电荷量q； （3）在（2）问的条件下求金属棒 ab开始运动至达到最大速度的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市华罗庚中学2025-2026学年第二学期高二期中质量检测物理试题 一、单选题 1. 关于电磁波的下列说法中正确的是（　　） A. 红外线最显著的作用是荧光效应 B. 紫外线最显著的作用是热效应 C. 麦克斯韦理论上预言了电磁波，而赫兹在实验中捕捉到了电磁波 D. 电视机遥控器发出的红外线频率比医院“CT”中的X射线频率要高 【答案】C 【解析】 【详解】A．红外线最显著的作用是热效应，荧光效应是紫外线的典型作用，故A错误； B．紫外线最显著的作用是荧光效应，热效应是红外线的典型作用，故B错误； C．麦克斯韦建立电磁场理论，从理论上预言了电磁波的存在，赫兹首次通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的预言，故C正确； D．电磁波谱按频率从低到高排序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线频率远低于X射线，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，条形磁铁沿水平方向穿过固定在桌面的闭合金属圆环，则（　　） A. 穿入过程，穿过圆环的磁通量不变 B. 穿入过程，圆环中会产生感应电流 C. 穿出过程，穿过圆环的磁通量不变 D. 穿出过程，圆环中不会产生感应电流 【答案】B 【解析】 【详解】AB．穿入过程，穿过圆环的磁通量变大，则圆环中会产生感应电流，故A错误，B正确； CD．穿出过程，穿过圆环的磁通量变小，则圆环中会产生感应电流，故CD错误。 故选B。 3. 如图，竖直放置的线圈两端连接一个定值电阻构成回路，一块强磁铁从线圈上方某一高度由静止释放后从线圈中穿过落到地面，下列说法正确的是（　　） A. 强磁铁落地的时间比没有线圈时短 B. 图示位置时通过电阻的电流方向为a→R→b C. 图示位置电阻的功率大小与强磁铁初始释放高度无关 D. 强磁铁刚进入线圈时与刚离开线圈时的加速度方向可能相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，线圈对磁铁相对于线圈的运动有阻碍作用，所以磁铁下落的时间比没有线圈时长，故A错误； B．磁铁的极靠近线圈的过程中向上穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，穿过线圈的感应电流如下图所示，因此通过电阻的电流方向为b→R→a，故B错误； C．强磁铁释放高度越高，则磁铁下落的速度越大，根据法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势越大，所以电阻消耗的电功率越大，故C错误； D．强磁铁进入与离开线圈时，如果磁场力小于重力，加速度方向都向下，方向相同，故强磁铁进入与离开线圈时加速度方向可能相同，D正确。 故选 D。 4. 课本中有关电磁感应的四幅图，以下说法正确的是（　　） A. 甲图中，真空冶炼炉利用炉体外线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B. 乙图中，蹄形磁体在顺时针方向转动时，铝框也会顺时针方向转动 C. 丙图中，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. 丁图中，磁电式仪表通过把线圈绕在铝框骨架上，工作时铝框起到电磁驱动的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图是真空冶炼炉，它利用涡流效应：高频交流电通过线圈，在金属内部产生涡流，从而使金属自身发热熔化。热量是金属内部涡流产生的，不是线圈本身发热，故A错误； B．乙图中，蹄形磁体顺时针转动时，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的效果会阻碍磁通量变化，所以铝框会随磁体同向转动（但转速慢于磁体），故B正确； C．丙图是金属探测器，它的工作原理是：线圈通交变电流，产生变化的磁场，当靠近金属时，金属中会产生涡流，反过来影响线圈的电流，从而被检测到。若使用恒定电流，磁场不变，无法产生涡流，故C错误； D．丁图是磁电式仪表，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B。 5. 如图所示，固定在同一水平面内的两条平行光滑金属导轨间距为d，导轨间有垂直于导轨平面，方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨左、右两侧连接有阻值均为R的定值电阻R1、R2，阻值也为R的金属棒ab跨放于导轨上，与导轨间的夹角为θ。金属棒以速度v0水平向右匀速运动，不计导轨的电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 金属棒中的感应电流由a流向b B. a、b两点间的电势差为 C. 流过R1的电流大小为 D. 导体棒所受的安培力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒中的感应电流由b流向a，A错误； B．金属棒与导轨的夹角为，其有效切割长度为导轨宽度d，根据法拉第电磁感应定律，金属棒切割产生的感应电动势为 a、b两点间的电势差为路端电压，故，B错误； C．干路电流 流过R1的电流大小为，C正确； D．导体棒所受的安培力大小为，D错误。 故选C。 6. 一定质量的理想气体，在相同体积、不同温度时分子速率分布如图中①、②所示。下列说法正确的是（ ） A. 状态①的温度高于状态②的温度 B. 状态①的压强小于状态②的压强 C. 状态①的分子数密度大于状态②的分子数密度 D. 图线①与横轴所围的面积大于图线②与横轴所围的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．随着温度的升高，图像峰值对应的平均速率变大，所以状态①的温度低于状态②的温度，故A错误； B．两状态下，气体体积相同，状态①的温度低于状态②的温度，所以状态①的压强小于状态②的压强，故B正确； C．两状态下，气体分子数目相同，体积也相同，所以状态①的分子数密度等于状态②的分子数密度，故C错误； D．某一段图线与横轴围成图形的面积代表该速率区间段分子个数占总分子个数的百分比，则整条图线与横轴围成的总面积必为100%等于1，即图线①与横轴所围的面积等于图线②与横轴所围的面积，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9:2。下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈的匝数比为3:1 B. 原、副线圈两端的电压比为3:2 C. 变压器的输入功率大于输出功率 D. 1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变50次 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设原副线圈的电压分别为U1、U2，由电路图可知，电压表V2的读数为 又由题意可知， 解得 由变压器的工作原理得 解得，故A正确，B错误； C．由于理想变压器没有能量损失，所以变压器的输入功率等于输出功率，故C错误； D．由可知，交流电的周期为 则交流电源的频率为 由于变压器不改变交流电的频率，因此变压器输出电压的频率为50Hz，又1个周期内电流方向改变两次，所以1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变100次，故D错误。 故选A。 二、多选题 8. 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B. 扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动 C. 颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著 D. 当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．温度高的物体，分子平均动能一定大，内能不一定大，A正确； B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，B正确； C．颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著，C正确； D．当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，D错误。 故选ABC。 9. 某同学利用实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图像所示。已知在状态B时气体的体积为，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B气体的体积不变 B. 状态B到状态C气体温度增加 C. 状态A的压强是 D. 状态C体积是 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因AB连线过绝对零点，可知状态A到状态B是等容变化，故体积不变，故A正确； B．状态B到状态C是等温变化，气体温度不变，故B错误； C．从题图中可知，，，，根据查理定律，有，解得，故C错误； D．，，，根据玻意耳定律，有，解得，故D正确。 故选AD。 10. 1831年10月 28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机-法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘通过O、a两处电刷与如图所示的外电路相连，其中电阻，一带电油滴静止在两极板间。圆盘在外力作用下绕O点以角速度ω逆时针匀速转动过程中，圆盘接入Oa间的等效电阻也为R，已知匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是 （　　） A. 若将电容器极板M向上移动，则带电油滴向下运动 B. 该油滴带负电 C. c点电势高于 b点电势 D. 电阻R2上消耗的电功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为一根长为的导体棒绕点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为 电容器并联在两端，两端电压保持不变，即 板间电场强度 极板间距增大后，板间电场强度减小。原来油滴平衡有 现在 所以带电油滴会向下运动，故A正确； BC．圆盘逆时针转动，根据右手定则可得，在圆盘上感应电流由，所以外部电路的电流由 可得下极板接电势高，上极板接电势低，板间电场方向向上。 又油滴电场力方向向上，油滴带正电，故B错误，C错误； D．电阻上消耗的电功率为，故D正确。 故选AD。 三、实验题 11. 一物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为n，接0和2时，接入匝数为2n，依次类推。 （1）（多选）实验还需下列器材中的 （填选项前的字母）。 A. 交流电流表 B. 交流电压表 C. 学生交流电源 （2）某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，若副线圈所接电表的示数为2.0V，则所接电源电压可能为 。（填选项前的字母）。 A. 18.0V B. 10.0V C. 5.0V D. 2.5V 【答案】（1）BC （2）A 【解析】 【小问1详解】 本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上；为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要交流电压表。 故选BC。 【小问2详解】 若变压器的原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、1接线柱，则原、副线圈匝数比 则原线圈两端电压 本题中可拆式变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，要使副线圈所接电压表示数为2.0V，则原线圈电压必须大于16V。 故选A。 12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 （1）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL 油酸，又用滴管测得每 50 滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径d=________m。（结果保留一位有效数字） （2）在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有 （多选）。 A. 水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B. 计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴 【答案】（1） （2）AD 【解析】 【小问1详解】 1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油膜中大约有60个小方格，则油膜面积为 油酸分子的直径为 【小问2详解】 在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，根据 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则油膜面积测量值偏小，使得测出的分子直径偏大，故A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，则油膜面积测量值偏大，使得测出的分子直径偏小，故B错误； C．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，则实际浓度变大，代入计算的浓度偏小，纯油酸的体积测量值偏小，使得测出的分子直径偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了5滴，则纯油酸的体积测量值偏大，使得测出的分子直径偏大，故D正确。 故选AD。 13. 如图是“用DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。 主要步骤如下： ①将压强传感器调零； ②把活塞移至注射器满刻度处； ③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机； ④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。 （1）实验操作中，除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证_____不变。为此，在封入气体前，应________________。 （2）其中一小组根据测量的数据，绘出图像如图所示。发现图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是；_________。 （3）（多选）某实验小组描绘出了一定质量气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法中正确的是（A、B、C、D为四种状态）（　　） A. tA=tB B. tB= tC C. tC> tD D. tD>tA 【答案】（1） ①. 封闭气体的质量 ②. 在注射器活塞上涂润滑油 （2）注射器存在漏气现象 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 [1][2]研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，即质量、温度不变时气体的压强与体积的关系，所以除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证封闭气体的质量不变。为此，在封入气体前，应在注射器活塞上涂润滑油。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程，可得 发现图线的上端出现了一小段弯曲，由图可知弯曲部分上的点与原点连线的斜率变小，所以产生这一现象的可能原因是：注射器存在漏气现象。 【小问3详解】 由题图可知A、B在同一等温线上，则有；C、D在同一等温线上，则有； 根据，可知乘积越大，对应温度越高，由图可知C状态的乘积大于A状态的乘积，则有 综上分析可得 故选AD。 四、解答题 14. 如图，一上端有卡销、容积为的内壁光滑的汽缸竖直放置在水平地面上，一定质量的理想气体被一厚度不计的活塞密封在汽缸内。初始时封闭气体压强为（为大气压强），温度为，体积为。现对气体缓慢加热，使活塞刚好上升到卡销处时停止加热，然后立即在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，已知所加细砂的总质量是活塞质量的2倍。求： （1）活塞刚上升到卡销处时，缸内气体的温度； （2）最终稳定时缸内封闭气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气体的初始体积为 初始温度为 末态体积为 气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律 代入解得 【小问2详解】 气体发生等温变化，由玻意耳定律 其中 设活塞质量为m，所加细砂质量为M，初始时，根据活塞平衡条件有 在活塞上加细砂并保持缸内气体温度不变，让活塞缓慢下降，根据活塞平衡条件有 其中 解得，或 15. 如图1所示，轻质绝缘细线吊着质量，边长，电阻的单匝正方形闭合金属线框，对角线的下方区域分布着垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度B随时间的变化图像如图2所示。不考虑线框的形变，取重力加速度，当线框处于静止状态，求： （1）线框中感应电流大小及方向（答“顺时针”或“逆时针”即可）； （2）内线框中产生的焦耳热； （3）当时，线框受到细绳的拉力的大小。 【答案】（1）1A，方向为逆时针 （2）1J （3）16N 【解析】 【小问1详解】 由欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有 其中 由图2得 解得，方向为逆时针 【小问2详解】 根据焦耳定律有 解得 【小问3详解】 由图2可知当时 线框在磁场中的有效长度为 对于线框由平衡得 其中 解得线框受到细绳的拉力 16. 如图所示，两根足够长平行金属导轨 MN、PQ固定在倾角（ 的绝缘斜面上，顶部接有一阻值。 的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。 整个装置处于磁感应强度 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒 ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻 ，电路中其余电阻不计。金属棒 ab 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。 取 （1）求金属棒 ab沿导轨向下运动的最大速度 vm以及向下运动过程中，电阻R上的最大电功率 PR； （2）若从金属棒 ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为6J，求流过电阻R的总电荷量q； （3）在（2）问的条件下求金属棒 ab开始运动至达到最大速度的时间。 【答案】（1）； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒以速度沿导轨向下运动，感应电动势为 回路中的电流为 安培力沿导轨向上，大小为，并随增大而增大。达到最大速度时，金属棒所受合力为零，由 整理得 此时回路中的电流为 电阻上的电功率随增大而增大，故其最大值为 【小问2详解】 设金属棒从开始运动到达到最大速度的位移为，整个回路产生的总焦耳热为，由能量守恒得 解得 电阻与金属棒串联，故流过电阻的总电荷量等于回路中的总电荷量。由法拉第电磁感应定律得 【小问3详解】 设所求时间为，这段时间内的平均电流为，则 安培力的平均值为，故安培力的冲量大小为 取沿导轨向下为正方向，由动量定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $