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- 2021-06-02 发布
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2019 年 11 月顺义二中第一学期期中高二物理试卷
一、单选题(本大题共 20 小题,每题 3 分,共 60 分)
1.历经十年对“磁生电”的探索,最终发现电磁感应现象的科学家是
A. 法拉第 B. 安培
C. 奥斯特 D. 麦克斯韦
【答案】A
【解析】
详解】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象.故 BCD 错误,A 正确.
2.下列各组物理量中前者为矢量、后者为标量的是
A. 位移和速度 B. 速率和电流
C. 电动势和电势 D. 加速度和电势差
【答案】D
【解析】
【详解】A.位移和速度都是矢量,故 A 错误.
B.速率是速度的大小,是标量.电流虽然有方向,但电流运算时不遵守矢量运算法则平行四
边形定则,所以电流是标量,故 B 错误.
C.电动势和电势都是标量,故 C 错误.
D.加速度是矢量,电势差是标量,故 D 正确.
3.真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,而把它们的电荷量都变为原来
的 3 倍,则两电荷间的库仑力将变为原来的( )
A. 7 倍 B. 8 倍 C. 9 倍 D. 10 倍
【答案】C
【解析】
开始时根据库仑定律得: ①
当电荷间距离不变,它们的电荷量都变为原来的 3 倍: ②
联立①②得:F1=9F,故 C 正确.
点评:对于库仑定律公式涉及物理量较多,要明确公式中各个物理量的含义,可以和万有引
力公式对比理解.
4.三个相同的矩形线圈置于水平向右的匀强磁场中,线圈Ⅰ平面与磁场方向垂直,线圈Ⅱ、Ⅲ
【
1 2
2
q q
rF k=
1 2
2
9q q
rF k=
平面与线圈Ⅰ平面的夹角分别为 30°和 45°,如图所示.穿过线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁通量分别
为 ΦⅠ、ΦⅡ、ΦⅢ.下列判断正确的是( )
A. ΦⅠ=ΦⅡ B. ΦⅡ=ΦⅢ
C. ΦⅠ>ΦⅡ D. ΦⅢ>ΦⅡ
【答案】C
【解析】
线圈在 I 位置时,线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量最大为:Φl=BS
线圈在Ⅱ、Ⅲ位置时,穿过线圈的磁通量分别为:ΦⅡ=BScos30°= BS,ΦⅢ=BScos45°=
BS.则有:Φl>ΦⅡ>ΦⅢ,故选 C.
点睛:理解磁通量的物理意义:穿过磁场中某一面积的磁感线的条数;对于匀强磁场,可以
根据公式 Φ=BScosθ 判断磁通量如何变化.
5.如图所示,阴极射线管(A 为其阴极)放在蹄形磁铁的 N、S 两极间,当阴极射线管与高
压直流电源相连接时,从 A 射出电子束,在磁场的作用下发生偏转,以下说法正确的是
A. A 接直流高压电源的正极,电子束向上偏转
B. A 接直流高压电源 正极,电子束向下偏转
C. A 接直流高压电源的负极,电子束向上偏转
D. A 接直流高压电源的负极,电子束向下偏转
【答案】D
【解析】
【详解】为了使电子束射出后得到电场的加速,则 A 接直流高压电源的负极,根据左手定
则可知,电子束向下偏转;故选项 D 正确,ABC 错误;
的
3
2
2
2
6.某静电场的电场线分布如图所示,图中 P、Q 两点的电场强度的大小分别为 EP 和 EQ,电
势分别为 φP 和 φQ,则( )
A. 电势 ,电场强度
B. 电势 ,电场强度
C 电势 ,电场力
D. 电场强度 ,电场力
【答案】A
【解析】
【详解】因为 P 点电场线较 Q 点密集,可知 P 点场强较大,即 ;则所受电场力关
系 ;沿电场线电势逐渐降低,可知 ;
故选 A。
7.下列关于小磁针在磁场中静止时的指向,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据磁极间的相互作用规律可知,A 中 N 极应该指右;根据右手螺旋定则可知,B
中环形导线左端是 N 极,故小磁针 N 极应该指左,选项 B 错误;C 中螺线管里边的磁感线
向右,故小磁针的 N 极应该指向右边,选项 C 正确;D 中直导线右边的磁场垂直纸面向里,
故小磁针的 N 极应该指里,选项 D 错误.
8.如下图所示的均匀磁场中,已经标出了电流 I 和磁场 B 以及磁场对电流作用力 F 三者其方
P Q
ϕ ϕ> P QE E>
P Q
ϕ ϕ< P QE E<
P Q
ϕ ϕ> P QF F<
P QE E< P QF F>
P QE E>
P QF F> P Q
ϕ ϕ>
向,其中错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.根据左手定则,ABD 正确;
C.C 项导体棒与磁场平行,不受力,C 错误。
本题选错误 ,故选 C。
9.下图中运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力的方向向上的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,选项 A 错误;
B.由左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向外,选项 B 错误;
C.由左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向向上,选项 C 正确;
D.由左手定则可知,该图中电荷所受洛伦兹力方向向下,选项 D 错误;
故选 C。
10.如图所示,线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动,能产生正弦交变电流的是( )
的
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中线圈转动时,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,选项 A 错误;
B.图中线圈转动时,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,选项 B 错误;
C.图中线圈转动时,穿过线圈的磁通量不断变化,会产生正弦交流电,选项 C 正确;
D.图中线圈转动时,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,选项 D 错误;
故选。
11.图为演示自感现象实验装置的电路图,电源的电动势为 E,内阻为 r.A 是灯泡,L 是一
个自感系数很大的线圈,线圈的直流电阻小于灯泡 A 正常发光时的电阻.实验时,闭合开
关 S,电路稳定后,灯泡 A 正常发光.下列说法正确的是
A. 闭合开关 S,电路稳定后,灯泡 A 中电流等于线圈 L 中电流
B. 闭合开关 S,电路稳定后,灯泡 A 中电流大于线圈 L 中电流
C. 电路稳定后突然断开开关 S,灯泡 A 立即熄灭
D. 电路稳定后突然断开开关 S,灯泡 A 闪亮一下再熄灭
【答案】D
【解析】
【分析】
开关由闭合到断开瞬间,A 灯立即熄灭,通过线圈的电流减小,线圈产生自感电动势,再根据楞
次定律分析灯亮度如何变化.
【详解】由于线圈的直流电阻小于灯泡 A 正常发光时的电阻,所以电路稳定时,流过线圈
的电流大于灯泡的电流,在突然断开时由于线圈的自感作用,线圈相当于电源,对灯泡提供
电流,所以灯泡不会马上熄灭,并且流过灯泡的电流大于原来灯泡的电流,所以灯泡会闪亮
一下,故 ABC 错;D 对;
故选 D
【点睛】线圈的作用:在闭合电路时由于自感作用相当于一个大电阻;在稳定时相当于一个
电阻为 R 的正常电阻,在断开电源时相当于一个电源对别的用电器提供电流.
12.如图所示,速度为 v0、电荷量为 q 的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,选择器中
磁感应强度为 B,电场强度为 E,则
A. 若改为电荷量–q 的离子,将往上偏(其他条件不变)
B. 若速度变为 2v0 将往上偏(其他条件不变)
C. 若改为电荷量+2q 的离子,将往下偏(其他条件不变)
D. 若速度变为 将往上偏(其他条件不变)
【答案】B
【解析】
【分析】
粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力,二力平衡时粒子沿直线运动,当二力不平衡时,
粒子做曲线运动,从而即可求解.
【详解】正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,根据左手定则判断可知,离子受的洛伦兹
力方向向上,电场力方向向下,此时洛伦兹力与电场力二力平衡,应该有:qv0B=qE,即 v0B=E
A 项:若改为电荷量-q 的离子,根据左手定则判断可知,离子受的洛伦兹力方向向下,电
场力方向向上,由于 qv0B=qE,此时洛伦兹力与电场力仍然平衡,所以负离子不偏转,仍沿
直线运动,故 A 错误;
B 项:若速度变为 2v0,洛伦兹力增大为原来的 2 倍,而离子受的洛伦兹力方向向上,电场
0
2
v
力不变,所以离子将向上偏转,故 B 正确;
C 项:若改为电荷量+2q 的离子,根据平衡条件得:qv0B=qE,即 v0B=E,该等式与离子的
电荷量无关,所以离子仍沿直线运动,故 C 错误;
D 项:若速度变为 ,洛伦兹力变为原来的一半,而离子受的洛伦兹力方向向上,电场力
不变,所以离子将向下偏转,故 D 错误.
故应选 B.
【点睛】本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理,只要对粒子进行正确的受力分析即可解
决此类问题.
13.如图所示是探究影响通电导线受力的因素实验的部分装置,下列操作中能增大导体棒上
摆幅度的( )
A. 移去一块蹄形磁铁 B. 仅使棒中电流减小为原来的二分之一
C. 导体棒接入端由②、③改为①、④ D. 导体棒接入端由①、④改为②、③
【答案】C
【解析】
【详解】A.仅移去一块蹄形磁铁,根据 F=BIL 可知安培力变为原来的 ,导体棒上摆幅
度变小,故 A 错误;
B.仅使棒中的电流减小为原来的二分之一,根据 F=BIL 可知安培力变为原来的 ,导体
棒上摆幅度变小,故 B 错误;
C.仅使导体棒接入端由②、③改为①、④,根据 F=BIL 可知安培力变为原来的 3 倍,导体
棒上摆幅度变大,故 C 正确;
D.仅使导体棒接入端由①、④改为②、③,根据 F=BIL 可知安培力变为原来的 倍,导体
棒上摆幅度变小,故 D 错误;
故选 C。
14.如图直导线通入垂直纸面向里的电流,在下列匀强磁场中,能静止在光滑斜面上的是
( )
0
2
v
2
3
1
2
1
3
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.要使导线能够静止在光滑的斜面上,则导线在磁场中受到的安培力必须是向上或
斜向右上的,通过左手定则判断得出,A 受到的安培力沿斜面向上,A 正确;
B. B 受力沿斜面向下,没办法平衡,故 B 错误;
C. 受到的安培力垂直于斜面向下,导线也不能在斜面上平衡,故 C 错误;
D. 受到的安培力垂直于斜面向上,导线也不能在斜面上平衡,故 D 错误.
15.如图所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中,
在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流的作用力,若从
线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是( )。
A. 无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入,磁铁都受到向下的引力
B. 无论 N 极向下插入还是 S 极向下插入,磁铁都受到向上的斥力
C. 若磁铁的 N 极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流
D. 若磁铁的 S 极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流
【答案】BD
【解析】
【详解】若磁铁的 N 极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定律
可知,线圈中产生(从上往下看)逆时方向的感应电流。此时线圈上端相当于 N 极,与磁
铁的极性相同,存在斥力;
若磁铁的 S 极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,线
圈中产生顺时方向的感应电流,此时线圈上端相当 S 极,与磁铁的极性相同,存在斥力。
故 AC 错误,BD 正确。
故选 BD。
16.用高压输电技术远距离输电,如果发电厂输出功率为 P,输电电压为 U,输电线的总电
阻为 R,则输电线上损失的功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为输送功率为 P,输送电压为 U,所以输送电流为
根据公式 P=I2R 得输电线上损失的功率为
故 C 正确,ABD 错误。
故选 C。
17.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡 L1、L2、L3 分别与电阻 R、电感 L、电容 C 串联,
然后再并联到 220V、50 Hz 的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,
将交变电流的频率增大到 60 Hz,则发生的现象是( )
A. 三只灯泡亮度不变 B. 三只灯泡均变亮
C. L1 亮度不变、L2 变亮、L3 变暗 D. L1 亮度不变、L2 变暗、L3 变亮
【答案】D
【解析】
【详解】根据电感的特性:通低频、阻高频,当电源的频率变高时,电感对电流的感抗增大,
P
U
PR
U
2
2
P R
U
2U
R
PI U
=
2
2
2
P RP I R U
= =
L2 灯变暗;根据电容器的特性:通调频、阻低频,当电源的频率变高时,电容器对电流的
容抗减小,L3 灯变亮.而电阻的亮度与频率无关,L1 灯亮度不变.故 D 正确,ABC 错误。
故选 D.
点睛:本题要抓住电感和电容的特性分析:电感:通直流、阻交流,通低频、阻高频,可根
据法拉第电磁感应定律来理解.电容器的特性:通交流、隔直流,通调频、阻低频,根据电
容器充放电的特性理解.
18.如图,理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=2:1, V 和 A 均为理想电表,灯泡电阻
RL=6Ω,AB 端电压 .下列说法正确的是
A. 电流频率为 50 Hz B. V 的读数为 24V
C. A 的读数为 0.5A D. 变压器输入功率为 6W
【答案】AD
【解析】
由 u1.的瞬时表达式可知,f= ,A 错误;理想变压器输入电压的有效值为
U1=12V,由变压比关系式 ,可得 U2=6V,V 的读数为 6V,B 错误;变压器输
出电压的有效值 ,A 的读数为 1A C 错误;变压器的输入功率等于输出功率,
即 P1=P2=U2I2=6W,D 正确.
【考点定位】正弦式交流电表达式、有效值、功率、部分电路欧姆定律、理想变压器规律,
容易题
19.如图所示是我国民用交流电的电压的图象.根据图象可知,下列有关家庭用交变电压参
数的说法中,错误的是( )
1 12 2 sin100 (V)u tπ=
A. 电压的最大值是 311V B. 用电压表测出的值是 220V
C. 交流电的频率是 50Hz D. 某一时刻的交流电压为 V
【答案】D
【解析】
【详解】由图读出,电压的最大值是 Um=311V,故 A 说法正确;电压表测量有效值,有效
值 为 , 故 B 说 法 正 确 ; 由 图 读 出 周 期 T=2×10-2s , 频 率 为
, 故 C 说 法 正 确 ; 某 一 时 刻 的 交 流 电 压 为
,故 D 说法错误.所以选 D.
20.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为 500V,输出的电功率为 50kW,用电
阻为 3Ω 的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的 0.6%,则发电站要安
装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为 220V 供用户使用(两个变压器均为理想变
压器).对整个送电过程,下列说法正确的是 ( )
A. 输电线上的损失功率为 300W B. 升压变压器的匝数比为 1︰100
C. 输电线上的电流为 100A D. 降压变压器的输入电压为 4700V
【答案】A
【解析】
【详解】A、线路上损失的功率 P 损=0.6%P=300W,故 A 正确;
B、根据 P 损=0.6%P= =300W,得输电线上的电流为:I2=10A,升压变压器原线圈的输
入电流为:I1=P/U1=50000/500A=100A,则升压变压器的匝数之比为:n1:n2=I2:I1=1:10.
故 B 错误,C 错误;
D. 输电线上损失的电压为:△U=I2R=10×3V=30V,
升压变压器的输出电压为:U2=10U1=5000V,
311sin50U tπ=
311 220
2 2
mUU V= = =
1 50f HzT
= =
2 311 2 50 311 100mu U cos ft cos tV cos tVπ π π= = × =
2
2I R
则降压变压器的输入电压为:U3=U2−△U=5000−30=4970V.故 D 错误.
故选 A.
二、实验探究题(本大题共 3 小题,共 12 分)
21.如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。实验时,先保持导线通电部分的
长度不变,改变电流的大小;然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度。每次导体棒在
场内同一位置平衡时,悬线与竖直方向的夹角为 。对该实验:
(1)下列说法正确的是___________
A.该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力 影响
B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响
C.若想增大 ,可以把磁铁的 N 级和 S 级对调
D.若想减小 ,可以把接入电路的导体棒从 1、4 换成 2、3 两端
(2)若把电流为 I,且接通 2、3 时,导体棒受到的安培力记为 F1,当电流减半且接通 1、4
时,导体棒受到的安培力为__________________。
【答案】 (1). D (2).
【解析】
【详解】(1)[1].AB.该实验探究了导体棒通长度和电流大小对安培力的影响,故 AB 错
误;
C.把磁铁的 N 极和 S 极对调,不改变 B 的大小,故 F 不变,故 C 错误;
D.把接入电路的导体棒从 1、4 两端换成 2、3 两端,L 减小,故安培力 F 减小,则 θ 减小,
故 D 正确;故选 D。
(2)[2].若把电流为 I 且接通 2、3 时,导体棒受到的安培力记为 F1;则当电流减半且接
通 1、4 时,导体棒的安培力为
22.新津中学科技组同学在探究感应电流产生的条件时,做了如下实验:
如图所示,螺线管 A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路;A 放在螺线管 B 内,B 与电
流表组成一个闭合回路。然后进行如下几种操作:
的
θ
θ
θ
1
3
2 F
1
3 332 2 2
IF B L BIL F′ = × × = =
①闭合和断开开关瞬间;
②闭合开关,A 中电流稳定后;
③闭合开关,A 中电流稳定后,再改变滑动变阻器的阻值。
可以观察到:
(1)在本次实验中,_____________闭合回路会产生感应电流;(请填写探究中的序号)
(2)从以上探究中可以得到的结论是:当_____________时,闭合回路中就会产生感应电流。
【答案】 (1). ①③ (2). 磁通量发生变化时
【解析】
【详解】(1)[1].在实验中,①闭合和断开开关瞬间,穿过回路的磁通量变化,产生感应
电流;
②闭合开关,A 中电流稳定后,磁通量不变,不产生感应电流;
③闭合开关,A 中电流稳定后,再改变滑动变阻器的阻值,穿过回路的磁通量变化,产生感
应电流.
故选①③。
(2)[2].从以上探究中可以得到的结论是:当磁通量发生变化时时,闭合回路中就会产生
感应电流。
23.如图,为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,我们把没有用导线相连的线圈套在同
一闭合的铁芯上,一个线圈连到电源的输出端,另一个线圈连到小灯泡上,如图所示,试回
答下列问题:
(1)线圈应连到学生电源的______________(选填直流、交流);
(2)将与灯泡相连的线圈拆掉匝数,其余装置不变继续实验,灯泡亮度将__________(选
填变亮、变暗),这说明灯泡两端的电压__________(选填变大、变小);
(3)实验中发现,在所有连接都完好的情况下,电路接通后,灯泡始终不亮,但却在电路
接通或断开的瞬间,灯泡会闪亮一下,原因是__________
【答案】 (1). 交流 (2). 变暗 变小 (3). 变压器的初级连接的是学生电源的“直流”.
【解析】
【详解】(1)线圈应连到学生电源的交流;
(2)将与灯泡相连的线圈拆掉匝数,其余装置不变继续实验,由于变压器次级匝数减小,
则次级电压减小,则灯泡亮度将变暗,这说明灯泡两端的电压变小;
(3)实验中发现,在所有连接都完好的情况下,电路接通后,灯泡始终不亮,但却在电路
接通或断开的瞬间,灯泡会闪亮一下,原因是变压器的初级连接的是学生电源的“直流”。
三、计算题(本大题共 4 小题,共 28 分,写出必要的文字说明)
24.电场中某区域的电场线如图所示,A、B 是电场中的两点。一个电荷量
的点电荷在 A 点所受电场力 ,在仅受电场力的作用下,将该点电荷从 A 点
移动到 B 点,电场力做功 ,求
(1)A 点电场强度的大小 。
(2)A、B 两点间的电势差 。
【答案】(1) N/C (2)
【解析】
【详解】(1)A 点电场强度的大小
(2)A、B 两点间的电势差
25.如图表示,宽度 的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻
值为 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感强度大小为 。
一根导体棒放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的电阻为 ,导轨的电阻可忽略不计。
现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度 ,在运动
82.0 10q C−= + ×
4
1 3.0 10 NF = ×
76.0 10 JW = ×
AE
ABU
121.5 10× 153 10 V×
4
2
8
11
2.0
3.0 10 N= 1.5 10 N/C10 CA
FE q −×
×= = ×
7
15
82.0 10
6.
C
0 10 J 3 10 VAB
WU q −= = = ××
×
0.6m=l
2ΩR = 0.5TB =
1Ωr =
10m / sv =
过程中保持导体棒与导轨垂直。求:
(1)求闭合回路中产生的感应电流;
(2)导体棒 MN 两端电压;
(3)作用在导体棒上拉力大小;
(4)在导体棒移动 30cm 的过程中,电阻 R 上产生的热量。
【答案】(1)1A (2)2V(3)0.3N(4)0.06J
【解析】
【详解】(1)MN 产生的感应电动势
回路的感应电流
(2)导体棒 MN 两端电压
(3)导体棒所受的安培力
金属棒匀速运动,则外力等于安培力
(4)导体棒移动 30cm 的过程中,用时间
电阻 R 上产生的热量
26.质谱仪是研究同位素的重要仪器,如图所示为质谱仪原理示意图.设粒子质量为 m、电
荷量为 q,从 S1 无初速度进入电场,加速电场电压为 U,之后垂直磁场边界进入匀强磁场,
磁感应强度为 B.不计粒子重力.求:
0.5 0.6 10V=3VE Blv= = × ×
3 A=1A2 1
EI R r
= =+ +
2VMNU IR= =
= 0.5 1 0.6N=0.3NF BIl = × ×安
=0.3NF F= 安
0.3s=0.03s10
st v
= =
2 21 2 0.03J=0.06JQ I Rt= = × ×
(1)粒子进入磁场时的速度是多大?
(2)打在底片上的位置到 S3 的距离多大?
(3)粒子从进入磁场到打在底片上的时间是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)粒子在加速电场中运动,有:
得粒子进入磁场时的速率为:
(2)设粒子在磁场中运动的轨道半径为 r,有:
打在底片上的位置到 S3 的距离:d=2r
得:
(3)粒子在磁场中运动的周期为:
所求时间为:
27.如图所示,两根平行且光滑的金属轨道固定在斜面上,斜面与水平面之间的夹角 ,
轨道上端接一只阻值为 的电阻器,在导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁
场的磁感应强度 ,两轨道之间的距离为 ,且轨道足够长,电阻不计。
现将一质量为 ,有效电阻为 的金属杆 ab 放在轨道上,且与两轨道垂直,
然后由静止释放,求:
2qU
m
2 2mU
B q
m
qB
π
21
2qU mv=
2qUv m
=
2vqvB m r
=
2 2mUd B q
=
2 2r mT v qB
π π= =
2
T mt qB
π= =
37α = °
0.4R = Ω
0.5TB = 40cmL =
3gm = 1.0r = Ω
(1)金属杆 ab 下滑过程中可达到的最大速率;
(2)金属杆 ab 达到最大速率以后,电阻器 R 每秒内产生的电热。
【答案】(1)0.63m/s(2)3.24×10-3J
【解析】
【详解】(1)当达到最大速率 vm 时,根据牛顿第二定律得
mgsinα=F 安
根据法拉第电磁感应定律有
E=BLvm
根据闭合电路欧姆定律有
根据安培力公式有
F 安=BIL
解得
vm=0.63m/s
(2)根据能的转化和守恒定律,达到最大速度后,电路中每秒钟产生的热量为:
Q=mgvmsinα=1.134×10-2J
电阻器 R 每秒钟产生的热量为
mBLvI R r+=
33.24 10 JR
RQ QR r
−= ×+=
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