遼寧省遼南部分學(xué)校2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理含答案

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2022-2023學(xué)年度高二上學(xué)期期末考試試題物理試卷第Ⅰ卷（選擇題，共48分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求）1.如圖所示，下列矩形線框在無限大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】矩形線框的磁通量發(fā)生變化，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選D。2.下列關(guān)于磁場(chǎng)、電場(chǎng)及電磁波的說法中正確的是（　　）A.均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)B.只有空間某個(gè)區(qū)域有振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，才能產(chǎn)生電磁波C.麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D.只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波【答案】B【解析】【詳解】A．均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．只有空間某個(gè)區(qū)域有振蕩變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，才能產(chǎn)生電磁波，故B正確；C．電磁波最早由麥克斯韋預(yù)測(cè)，由赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，故C錯(cuò)誤；D．均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)或電場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生電磁波，故D錯(cuò)誤。故選B。3.如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，R2

1為光敏電阻（阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小），C為電容器，L為小燈泡，電表均為理想電表，閉合開關(guān)S后，若減弱照射光強(qiáng)度，則（　?。〢.電壓表的示數(shù)增大B.電容器上的電荷量減小C.電流表的示數(shù)增大D.小燈泡的功率減小【答案】D【解析】【詳解】AC．由題圖可知，L與R2串聯(lián)后和電容器C并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，電容器C在電路穩(wěn)定時(shí)相當(dāng)于斷路，當(dāng)減弱照射光強(qiáng)度時(shí)，光敏電阻R2阻值增大，則電路的總電阻增大，總電流I減小，R1兩端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)減小，故AC錯(cuò)誤；B．電容器兩端電壓UC＝E－I（R1＋r）I減小，則UC增大，根據(jù)Q=CU可知電容器上的電荷量增大，故B錯(cuò)誤；D．流過小燈泡的電流減小，根據(jù)可知小燈泡的功率減小，故D正確。故選D。4.如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌下端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于斜面向上，電阻可忽略不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)量為m，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用，金屬棒沿導(dǎo)軌以速度v勻速上滑，則它在上滑h高度的過程中，以下說法正確的是（　?。?/p>

2A.安培力對(duì)金屬棒所做的功為B.金屬棒克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱C.拉力F做的功等于回路中增加的焦耳熱D.重力做的功等于金屬棒克服恒力F做功【答案】B【解析】詳解】A．根據(jù)左手定則和運(yùn)動(dòng)分析可判斷此過程安培力做負(fù)功，A錯(cuò)誤；B．由功能關(guān)系可知，金屬棒克服安培力做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，B正確；C．由功能關(guān)系可知，拉力做的功等于回路中焦耳熱與棒重力勢(shì)能增量之和，C錯(cuò)誤；D．由動(dòng)能定理可知，重力做的功和安培力做功總和等于金屬棒克服恒力F做功，故重力做的功小于恒力F的功，D錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示，A，B是兩個(gè)完全相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈，下列說法正確的是（　?。〢.斷開開關(guān)S時(shí)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅B.斷開開關(guān)S時(shí)，B燈立即熄滅而A燈慢慢熄滅C.閉合開關(guān)S時(shí)，A，B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常亮度D.閉合開關(guān)S時(shí)，A燈比B燈先亮，最后一樣亮【答案】A【解析】【詳解】CD．開關(guān)S閉合的瞬間，電源的電壓同時(shí)加到兩支路的兩端，B燈立即發(fā)光。由于線圈的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加，則A燈逐漸變亮，由于線圈的電阻可以忽略，最后A燈會(huì)和B燈一樣亮，故CD錯(cuò)誤；AB．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，線圈與兩燈一起構(gòu)成一個(gè)新的自感回路，通過線圈的電流將要逐漸減小，由于自感作用，兩燈緩慢同時(shí)熄滅，故A正確，B錯(cuò)誤。

3故選A。6.在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體薄片上制作四個(gè)電極E、F、M、N，做成了一個(gè)霍爾元件。在E、F間通入恒定電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，此時(shí)M、N間的電壓為UH。已知半導(dǎo)體薄片中的載流子為正電荷，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，下列說法正確的是（　?。〢.N板電勢(shì)低于M板電勢(shì)B.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，M、N間的電勢(shì)差越大C.將磁場(chǎng)方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行，UH不變D.將磁場(chǎng)和電流同時(shí)反向，N板電勢(shì)低于M板電勢(shì)【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則，帶正電的載流子受力的方向指向N端，向N端偏轉(zhuǎn)，則N點(diǎn)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)左右兩個(gè)表面相距為d，上下表面相距h，材料單位體積內(nèi)載流子的個(gè)數(shù)為n，垂直電流方向的截面積為S，載流子所受的電場(chǎng)力等于洛倫茲力，則解得所以磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，M、N間的電勢(shì)差越大，故B正確；C．將磁場(chǎng)方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行，則帶電粒子不會(huì)受到洛倫茲力，因此不存在電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤；D．若磁場(chǎng)和電流分別反向，依據(jù)左手定則，則N板電勢(shì)仍高于M板電勢(shì)，故D錯(cuò)誤。故選B。

47.半徑為的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，一根長(zhǎng)也為、電阻為r的金屬棒OC一端與導(dǎo)軌接觸良好，另一端固定在圓心處的導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸上，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從上往下看），在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。從圓形金屬導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)軸通過電刷引出導(dǎo)線連接成如圖所示的電路，燈泡電阻為R，轉(zhuǎn)軸以的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)其余電阻，則（　?。〢.C點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)高B.電動(dòng)勢(shì)大小為C.棒OC每旋轉(zhuǎn)一圈通過燈泡的電量為D.燈泡消耗的電功率是【答案】C【解析】詳解】A．根據(jù)右手定則可知，中電流從到，充當(dāng)電源，則O點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)勢(shì)的大小為故B錯(cuò)誤；C．流過燈泡的電流大小為棒OC旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間棒OC每旋轉(zhuǎn)一圈通過燈泡的電量

5故C正確；D．燈泡消耗的電功率故D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖所示，有方向垂直于光滑絕緣水平桌面的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1=B、B2=3B，PQ為兩磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大，一個(gè)水平放置的桌面上的邊長(zhǎng)為a，質(zhì)量為m，電阻為R的單匝正方形金屬線框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖示位置開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框恰有一半進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)速度為，則下列判斷正確的是（）A.B.此時(shí)線框的加速度大小為C.此過程中通過線框截面的電量為D.此時(shí)線框的電功率為【答案】AD【解析】【詳解】A．磁通量的變化量DΦ=Φ2－Φ1=2Ba2由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流

6由動(dòng)量定理可得計(jì)算可得A正確；B．此時(shí)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線框中電流為由牛頓第二定律得聯(lián)立兩式可得B錯(cuò)誤；C．由電荷量公式得C錯(cuò)誤；D．此時(shí)線框的電功率為D正確。故選AD。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全得2分，有選錯(cuò)的得0分）9.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)10匝矩形金屬線框，繞垂直磁場(chǎng)的軸

7以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻為200Ω，面積為，線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只額定電壓為2V的燈泡和，開關(guān)S斷開時(shí)燈泡正常發(fā)光，理想電流表示數(shù)為0.01A，則（　?。〢.若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為B.燈泡的額定功率為0.98WC.若開關(guān)S閉合，燈泡將更亮D.原副線圈的匝數(shù)比為【答案】BD【解析】【詳解】A．變壓器的輸入電壓的最大值為從垂直中性面位置開始計(jì)時(shí)，故線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為故A錯(cuò)誤；B．線框旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為開關(guān)斷開時(shí)正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為，線圈電阻r=200Ω，此時(shí)變壓器原線圈端電壓為根據(jù)燈泡的額定功率等于此時(shí)變壓器的輸入功率，為

8故B正確；C．若開關(guān)S閉合，并聯(lián)電阻變小，回路電流變大，線圈內(nèi)阻分壓變大，變壓器匝數(shù)不變，則燈泡兩端電壓變小，故燈泡亮度變暗，故C錯(cuò)誤；D．開關(guān)斷開時(shí)，變壓器輸入端輸出端由解得故D正確。故選BD。10.如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的一條直徑。一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成30°時(shí)恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；不計(jì)帶電粒子所受重力，則（　?。〢.該帶電粒子帶正電B.粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2RC.若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2t【答案】ABD

9【解析】【詳解】依題意，可畫出粒子以和兩種情況下在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示A．根據(jù)左手定則判斷知，該帶電粒子帶正電，故A正確；B．依題意，設(shè)粒子以速度飛入磁場(chǎng)中時(shí)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，根據(jù)幾何知識(shí)可得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為CD．粒子以速度大小為2v飛入磁場(chǎng)時(shí)，半徑為，根據(jù)幾何知識(shí)可得此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為；若僅將速度大小改為v，根據(jù)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)?，利用幾何知識(shí)可判斷知，此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間根據(jù)，可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速度無關(guān)，則可得粒子以速度飛入磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故C錯(cuò)誤，D正確。故選ABD。11.如圖所示，為一臺(tái)發(fā)電機(jī)通過升壓和降壓變壓器給用戶供電的示意圖。已知發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是，兩變壓器之間輸電導(dǎo)線的總電阻為4Ω，向用戶供220V交流電，若變壓器是理想變壓器，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電功率為時(shí)。下列說法正確的是（　?。?/p>

10A.遠(yuǎn)距離輸電損失的電壓160VB.遠(yuǎn)距離輸電損失功率為640WC.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比D.若用戶用電器增多則降壓變壓器輸出電壓增大【答案】AC【解析】【詳解】A．輸送電壓為輸送電流為所以損失的電壓為A正確；B．遠(yuǎn)距離輸電損失的功率為B錯(cuò)誤；C．降壓變壓器的輸入電壓為降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比C正確；D．若用戶用電器增多，用戶的電功率大時(shí)，輸電線中電流也增大，線路損失的電壓增多，降壓變壓器初級(jí)電壓減小，則用戶的電壓會(huì)減小，故D錯(cuò)誤；

11故選AC。12.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)且相互平行的光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌固定在與水平面成的絕緣斜面上，在導(dǎo)軌的右上端分別接入阻值為R的電阻、電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源和電容為C的電容器（電容器不會(huì)被擊穿），導(dǎo)軌上端用單刀多擲開關(guān)可以分別連接電阻、電源和電容。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)、阻值也為R的金屬桿ab鎖定于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，解除ab鎖定后，其運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與CD平行，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和空氣阻力，整個(gè)導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重力加速度g。則下列說法正確的是（　　）A.當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，則金屬桿最大速度為B.當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，則金屬桿ab一定沿軌道向下加速C.當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，則金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，則在內(nèi)金屬桿運(yùn)動(dòng)的位移為【答案】ACD【解析】【詳解】A．當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，金屬桿最大速度時(shí)滿足即最大速度為故A正確；B．當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，金屬桿ab沿斜面受到的安培力可能大于重力沿斜面的分力，故B錯(cuò)誤；

12C．當(dāng)開關(guān)打到同時(shí)解除對(duì)金屬桿ab的鎖定，對(duì)金屬桿得故金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，在內(nèi)金屬桿運(yùn)動(dòng)的位移為故D正確。故選ACD。第Ⅱ卷（非選擇題，共52分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分。其中13題6分，14題8分）13.在“探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用可拆變壓器（如圖所示）進(jìn)行探究。（1）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)還需要用到的是______；（填字母代號(hào)）A．干電池B．學(xué)生電源C．直流電壓表D．萬用表（2）本實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是______。（填字母代號(hào)）A．控制變量法B．等效替代法C．科學(xué)推理法

13（3）已知該變壓器兩組線圈的匝數(shù)分別為、，有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)見下表，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是______（填“na”或“nb”）。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234【答案】①.BD##DB②.A③.【解析】【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)中需要交流電源和交流電壓表（萬用表），不需要干電池和直流電壓表。故選BD。（2）[2]為實(shí)驗(yàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，測(cè)量副線圈上的電壓，這個(gè)過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法，故BC錯(cuò)誤，A正確。故選A。（3）[3]理想變壓器由但是因?yàn)閷?shí)際中線圈漏磁，所以副線圈的測(cè)量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知為輸入端，即連接電源。14.某研究性學(xué)習(xí)小組利用壓敏電阻制作電子秤。已知壓敏電阻在壓力作用下發(fā)生微小形變，它的電阻也隨之發(fā)生變化，其阻值隨壓力變化的圖像如圖（a）所示，其中，圖像斜率。小組同學(xué)按圖（b）所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤（秤盤質(zhì)量不計(jì)），電路中電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)，電流表量程為，內(nèi)阻未知，取10m/s2。實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：秤盤上不放重物時(shí)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表指針滿偏；

14步驟2：秤盤上放置已知重力的重物，保持滑動(dòng)變阻器電阻接入電阻不變；讀出此時(shí)毫安表示數(shù)；步驟3：換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個(gè)質(zhì)量值對(duì)應(yīng)的電流值；步驟4：將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤。（1）當(dāng)電流表半偏時(shí)，壓敏電阻大小為_______；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（2）若電流表示數(shù)為20mA，則待測(cè)重物質(zhì)量為_______kg；（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）改裝后的刻度盤，其零刻度線在電流表_______（填“零刻度”或“滿刻度”）處；（4）若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺(tái)電子秤稱重前，進(jìn)行了步驟1操作，則測(cè)量結(jié)果________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮竣?②.10③.滿刻度④.不變【解析】【詳解】（1）[1]設(shè)電流表內(nèi)阻為，當(dāng)電流表滿偏時(shí)電路中電流為，由閉合電路歐姆定律得電路中總電阻為由題意可求得當(dāng)電流半偏時(shí)，電路中總電阻為可求得（2）[2]若電流表示數(shù)為由閉合電路歐姆定律可求得求得此時(shí)壓敏電阻阻值為因?yàn)?/p>

15根據(jù)題目中條件求得（3）[3]由圖（a）可知，壓敏電阻的阻值隨壓力增大而增大，則電流表示數(shù)隨壓力增大而減小，故重力最小時(shí)，電流最大，即重力得零刻度線在電流表的滿刻度處；（4）[4]若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，則電路調(diào)零即不放重物讓電流表滿偏時(shí)總電阻沒有發(fā)生變化，則測(cè)量結(jié)果不變。四、計(jì)算題（本題共3小題，共38分。其中15題10分，16題10分，17題18分）15.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，A為粒子加速器，加速電壓U1=5×103V；B為速度選擇器，磁場(chǎng)與電磁正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0.1T，兩板間距離為d=5cm；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=0.5T。今有一質(zhì)量為m=1.0×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的正粒子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：（1）粒子經(jīng)過加速器后的速度v為多大？（2）速度選擇器兩板間電壓U2多大？（3）粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大？【答案】（1）v=4×105m/s；（2）U2=2×103V；（3）R=0.05m【解析】【詳解】（1）由動(dòng)能定理可知解得v=4×105m/s（2）粒子恰能通過速度選擇器，電場(chǎng)力等于洛倫茲力

16解得U2=2×103V（3）磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力解得代入數(shù)據(jù)有R=0.05m16.如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化。長(zhǎng)方形硬質(zhì)金屬框ABCD放置在磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)方向垂直，電阻R=2Ω，AB邊長(zhǎng)a=0.5m，BC邊長(zhǎng)b=0.4m，求（1）在t=0到t=0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；（2）t=0.05s時(shí)，金屬框AB邊受到的安培力F的大小和方向；（3）在t=0到t=0.1s時(shí)間內(nèi)，流過AB邊的電荷量q。【答案】（1）0.4V；（2）0.01N，方向垂直AB向左；（3）0.02C【解析】【詳解】（1）在0至0.1s的時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量為則穿過金屬框的磁通量變化量為所以故金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4V。

17（2）設(shè)金屬框內(nèi)電流為I，則有由圖可知，當(dāng)0.05s時(shí)，B為0.1T，此時(shí)金屬框AB邊受到的安培力的大小為根據(jù)楞次定律和左手定則，可分析出安培力的方向?yàn)榇怪盇B向左。（3）在0至0.1s的時(shí)間內(nèi)，流過AB邊的電荷量為故流過AB邊的電荷量為0.02C。17.如圖，P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻可忽略不計(jì)。圖中EFHG矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在0時(shí)刻，兩均勻金屬棒a、b分別從磁場(chǎng)邊界EF、GH進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小均為；一段時(shí)間后，金屬棒a、b沒有相碰，且兩棒整個(gè)過程中相距最近時(shí)b棒仍位于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，電阻均為R，a棒的質(zhì)量為2m、b棒的質(zhì)量為m，最終其中一棒恰好停在磁場(chǎng)邊界處，在運(yùn)動(dòng)過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：（1）0時(shí)刻a棒的加速度大?。唬?）兩棒整個(gè)過程中相距最近的距離s；（3）整個(gè)過程中，a棒產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由題知，a進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向向右，b的速度方向向左，根據(jù)右手定則可知，a產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是E到F，b產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是H到G，即兩個(gè)感應(yīng)電流方向相同，所以流過a、b的感應(yīng)電流是兩個(gè)感應(yīng)電流之和，則有對(duì)a，根據(jù)牛頓第二定律有

18解得（2）取向右為正方向，相距最近時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒有解得此時(shí)，電路中感應(yīng)電流為0，a、b棒一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，直到b棒出磁場(chǎng)區(qū)域；之后b棒不受安培力、a棒受安培力減速直到停下，對(duì)a，有解得（3）對(duì)a、b組成的系統(tǒng)，最終b棒一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量守恒有解得回路中產(chǎn)生的總熱量為對(duì)a、b，根據(jù)焦耳定律有因a、b流過的電流一直相等，所用時(shí)間相同，故a、b產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即∶=1∶1又解得a棒產(chǎn)生的焦耳熱為

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