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河南省许平汝联盟2021-2022学年高二下学期物理开学考试试卷
一、单选题
1.(2022高二下·河南开学考)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”。如图所示,实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( )
A.圆盘中始终未发生电磁感应现象
B.该实验现象与真空冶炼炉的原理相同
C.由于小磁针的磁性较弱,分析本现象时可以忽略小磁针的磁场
D.探测地雷的探雷器的工作原理与本实验现象无关联
2.(2022高二下·河南开学考)如图所示,安放在固定绝缘支架上的A球带正电,B为不带电的枕形导体,也被固定在绝缘支架上,M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.M点电场强度大于N点电场强度
B.M点电场强度小于N点电场强度
C.若用导线将导体B两端连起来,导体B左端仍然带负电、右端仍然带正电
D.M点电势高于N点电势
3.(2022高二下·河南开学考)如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的直流电阻可以忽略不计,A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后,灯泡A亮度一直保持不变
B.闭合开关S后,灯泡B亮度一直保持不变
C.再断开开关S后,灯泡A逐渐变暗,直到熄灭
D.再断开开关S后,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
4.(2022高二下·河南开学考)如图所示,有一边长为L的正方形导线框,其质量为m,从匀强磁场上方由静止下落,此时底边与磁场上边界的距离为。导线框底边进入匀强磁场区域后,线框开始匀速运动,匀强磁场的上、下边界均水平且宽度也为L,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则线框在穿越匀强磁场的过程中产生的焦耳热Q为( )
A. B. C. D.
5.(2022高二下·河南开学考)现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场,穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空室空间内就产生感生电场,电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示(上方为侧视图,下方为真空室的俯视图),当电磁铁绕组通以图中所示的电流时,电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动,下列说法正确的是( )
A.电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B.电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时,真空室中的电子仍能得到加速
D.根据楞次定律可知,电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
6.(2022高二下·河南开学考)如图所示,等腰的底边长为,.在M点固定一条长直导线,电流方向垂直纸面向里;在Q点固定一条长直导线,电流方向垂直纸面向外,两导线中的电流大小均为I。已知在无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式(k是常数,I是导线中的电流强度,r是该点到直导线的距离)表示,则P点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
7.(2022高二下·河南开学考)如图所示,匀强磁场的左边界为一竖直面,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环,以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时,a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点,O点为圆环的圆心,已知,则a、b两点的电势差为( )
A. B. C. D.
8.(2022高二下·河南开学考)如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、(两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动,其电势能的变化情况已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为,不计试探电荷受到的重力,则下列判断正确的是( )
A.点电荷带负电
B.试探电荷在之间受到的电场力沿x轴正方向
C.之间的电场强度沿x轴正方向
D.两点电荷、电荷量的比值为
二、多选题
9.(2022高二下·河南开学考)如图所示,空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面(竖直面)向里。一带电液滴在重力、电场力和洛伦兹力的共同作用下,沿着直线从C匀速运动至D,下列关于带电液滴的性质和运动的说法正确的是( )
A.液滴一定带正电
B.仅增大电场的电场强度,液滴仍可能做匀速直线运动
C.仅减小磁场的磁感应强度,液滴仍可能做匀速直线运动
D.仅减小液滴的速度,液滴一定做曲线运动
10.(2022高二下·河南开学考)如图所示,条形磁体竖直放置,P位置为磁体中部,M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动,圆环始终保持水平。下列说法正确的是( )
A.圆环从M运动至P的过程中,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向
B.圆环从P运动至L的过程中,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向
C.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小
D.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先减小后增大
11.(2022高二下·河南开学考)如图所示,直线为电源A的总功率随电流I变化的图线,抛物线为该电源内部热功率随电流I变化的图线.若该电源与电阻B串联后,电路中的电流为,则下列说法正确的是( )
A.电阻B的阻值为
B.电源A的内阻为
C.电源A与电阻B串联后,路端电压为
D.电源A与电阻B串联后,电源A内部热功率为
12.(2022高二下·河南开学考)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置,导轨所在平面的倾角,导轨下端接有阻值为R的电阻,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.质量为m、长为L、电阻不计的金属棒刚好能够放在导轨上,在沿导轨平面且与棒垂直的拉力F作用下金属棒沿导轨向上做初速度为零、加速度为(重力加速度大小为g)的匀加速直线运动,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并与两导轨接触良好,金属导轨的电阻不计,取。则在金属棒沿导轨向上运动时间的过程中,下列说法正确的是( )
A.时刻,金属棒受到的安培力大小为
B.时刻拉力F的大小为
C.时间内通过电阻R的电荷量为
D.整个过程中,拉力F做的功大于电阻R上产生的焦耳热与金属棒动能增加量之和
三、实验题
13.(2022高二下·河南开学考)某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示。回答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图中各器材连接,构成正确的实验电路;
(2)实验中发现:闭合开关时,灵敏电流计的指针向左偏转了一下。闭合开关后,若将线圈A快速插入线圈B中,灵敏电流计的指针会 (选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”);开关保持闭合,线圈A保持静止,若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动,灵敏电流计的指针会 (选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”);
(3)通过实验可以得出:当穿过闭合回路的 时,闭合回路中就会产生感应电流。
14.(2022高二下·河南开学考)陆风同学正在测量一段圆柱形合金材料的电阻率,他用多用电表粗测得知圆柱形合金的电阻约为,接下来的步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径,测得的示数如图甲所示,可知其直径为 mm;
(2)用游标卡尺测量圆柱形合金的长度;
图乙为该同学设计的用伏安法测此圆柱形合金的电阻的电路图.除待测圆柱形合金外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表(量程为,内阻约为);
B.电压表(量程为,内阻约为);
C.电流表(量程为,内阻约为);
D.电流表(量程为,内阻约为);
E.滑动变阻器R(阻值范围为);
F.电动势约为的电源,内阻不计;
G.开关S,导线若干。
为精确测量圆柱形合金的电阻,电压表应选 ,电流表应选 ;(填写器材前对应的字母序号)
(3)实验中测得该合金材料的直径为D、长度为L,该合金材料接入电路后,电压表示数为U,电流表示数为I,则该合金材料的电阻率 ;(用题中涉及的物理量符号表示)
(4)该同学测得的电阻率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)圆柱形合金材料真实的电阻率。
四、解答题
15.(2022高二下·河南开学考)如图甲所示,绝缘轻杆将一个匝的矩形线圈固定在竖直平面内,悬点P为边中点。矩形线圈水平边,竖直边,E、F分别为边和边的中点,在下方有一个范围足够大、方向垂直纸面(竖直平面)的匀强磁场。矩形线圈的质量、电阻,取垂直纸面(竖直平面)向外为磁感应强度的正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。取重力加速度大小,求:
(1)时线圈中的感应电流;
(2)时轻杆对线圈的作用力大小F。
16.(2022高二下·河南开学考)如图所示,空间中有一直角坐标系,第一象限中存在方向平行于y轴向下的匀强电场,第二象限内,在圆心为、半径未知的圆形区域内,有垂直于纸面向里的匀强磁场,圆形区域与x轴和y轴相切,与y轴的切点为A点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从x轴上的N点以速率射入第一象限,射入速度的方向和x轴负方向的夹角,一段时间后,粒子从A点平行于x轴射入磁场,经磁场偏转后到达x轴上的M点(未画出),粒子到达M点时速度方向与x轴负方向的夹角仍然为。已知O、N两点的距离为L,不计粒子受到的重力。求:
(1)圆形区域的半径R;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)圆形区域磁场的磁感应强度大小B。
17.(2022高二下·河南开学考)如图所示,光滑平行金属导轨由左、右两侧的倾斜轨道与中间的水平轨道平滑连接而成,导轨间距,在左侧倾斜轨道上端连接有阻值的定值电阻,水平轨道间有磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场.质量、电阻、长度与导轨间距相等的金属棒放在左侧倾斜轨道上由静止释放,金属棒释放的位置离水平轨道的高度,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,金属棒第一次出磁场时到达右侧倾斜轨道的最大高度,取重力加速度大小,不计金属导轨电阻,金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失,求:
(1)金属棒第一次穿过磁场的过程中,定值电阻上产生的焦耳热;
(2)水平轨道的长度d;
(3)金属棒第一次从右边进入磁场后能够到达左侧倾斜轨道的最大高度。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】穿过圆盘的磁通量不变,但是穿过圆盘局部面积的磁通量发生变化,发生了电磁感应现象,所以在圆盘上产生了涡流,真空冶炼炉和探雷器均是利用涡流工作的, B符合题意,ACD均错误。
故答案为:B。
【分析】由于圆盘上局部磁通量发生变化所以产生电磁感应现象,产生了涡流,其原理与真空冶炼炉、探雷器的原理相同,分析小磁针与圆盘之间的相互作用不能忽略小磁针本身的磁场。
2.【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】AB.处于静电平衡的导体,内部的电场强度大小处处为零,即
AB不符合题意;
C.若用导线将导体B两端连起来,但A依然在,则没有电荷移动,C符合题意;
D.处于静电平衡的导体,其整体是等势体,所以
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于导体B处于静电平衡所以其内部场强等于0;由于导体B处于电势面所以利用导线连接两端没有电荷移动;由于B属于等势体所以电势处处相等。
3.【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.闭合开关S后,灯泡A和灯泡B一齐亮,接着灯泡A逐渐变亮直至亮度不变,灯泡B逐渐变暗直至熄灭,A、B均错误;
CD.再断开开关S后,灯泡A立即熄灭,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电感对变化电流的阻碍作用所以开关闭合时其灯泡B逐渐变暗;当断开开关时其B逐渐熄灭其A立即熄灭。
4.【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】线框
边刚进入磁场时线框开始匀速运动,则线框受到的安培力大小为mg,根据功能关系可知,线框在穿越匀强磁场的过程中产生的焦耳热Q为2mgL。
故答案为:C。
【分析】由于线圈进入磁场做匀速直线运动,利用其功能关系可以求出线圈产生的焦耳热大小。
5.【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】A.当电磁铁绕组通以图示电流时,线圈中的电流增大,磁场增强,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍其增大,所以感生电场为逆时针方向,电子沿顺时针方向运动,加速器应对电子加速,A符合题意;
B.洛伦兹力恒不做功,B不符合题意;
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时,不会发生电磁感应现象,也就不会产生感生电场,电子得不到加速,C不符合题意;
D.电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反,这与楞次定律无关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用电子的运动方向可以判别感生磁场的方向,结合原磁场的方向可以判别原磁场其磁感应强度的变化,利用磁感应强度的变化可以判别电磁铁中电流的大小变化;电子感应加速器是利用感生电场对电子加速;洛伦兹力对电子不做功;当电磁铁中通以恒定电流其真空室中磁通量不变不会产生感生电场所以电子不能进行加速;电子在感生电场中受到的电场力方向与电场方向相反。
6.【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可知,固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示,两通电直导线在P点的磁感应强度大小
、
,均为
根据几何关系可知,
、
的夹角为
,则P点的磁感应强度大小
故答案为:D。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线在P点磁感应强度的方向,结合磁感应强度的叠加可以求出P点磁感应强度的大小。
7.【答案】B
【知识点】导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】当圆环运动到题中图示位置时,根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为
,产生的感应电动势
设圆环的总电阻为
,电路中的电流
圆环处于题中图示位置时,外电路的电阻值
根据欧姆定律可知
根据右手定则可知,a点的电势高于b点的电势,则a,b两点的电势差
故答案为:B。
【分析】利用动生电动势结合有效长度的大小可以求出电动势的大小,利用右手定则可以比较电势的高低,结合欧姆定律及电阻的大小可以求出其ab之间电势差的大小。
8.【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】BC.试探电荷在
之间电势能增大,试探电荷受到的电场力对试探电荷做负功,所以试探电荷所受电场力沿x轴负方向,电场强度沿x轴正方向,B不符合题意、C符合题意;
A.由电场的分布特点知,点电荷
带正电,点电荷
带负电,A不符合题意;
D.由题图可知
处的电场强度为零,则
解得
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用其试探电荷电势能的变化可以判别电场力做功,利用电场力做功可以判别电场力的方向进而判别其Q1的电性;利用图像斜率可以判别场强的大小及方向;利用场强等于0可以判别其两个场源电荷电性相反;利用点电荷的场强公式可以求出场源电荷电荷量之比。
9.【答案】A,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A.液滴在重力、电场力和洛伦兹力的作用下做匀速直线运动,说明液滴受到的洛伦滋力、重力和电场力的合力为零.若液滴带正电,这三个力的合力存在等于零的可能;若液滴带负电,这三个力的合力不可能等于零,A符合题意;
BCD.无论是仅增大电场的电场强度还是仅减小磁场的磁感应强度,或者是仅减小液滴的速度,液滴受到的洛伦兹力、重力和电场力的合力均无法等于零,则液滴一定做曲线运动,BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用液滴的平衡条件结合电场力和洛伦兹力的方向可以判别液滴的电性;当增大其电场强度、或是改变磁感应强度、或者改变其粒子的速度都会导致合力不等于0其粒子做曲线运动。
10.【答案】A,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】圆环从M运动至其与磁体上端齐平的过程中,穿过圆环的磁感线条数增多,则穿过圆环的磁通量变大。圆环从与磁体上端齐平运动至P的过程中,穿过圆环的磁感线包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线,内外磁感线相互抵消,因此越到中间外部磁感线越少,故本过程穿过圆环的磁通量仍然是增加的。同理可知,圆环从P运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量一直在减小。根据楞次定律可知,圆环从M运动至P的过程中,从上往下看,圆环中的电流沿逆时针方向。AC均正确,BD均错误。
故答案为:AC。
【分析】利用其磁体磁感应强度的分布及内外磁感线的数量可以判别其圆环中磁通量的变化;利用其磁通量的变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向。
11.【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电源的总功率
当
时
则电源的电动势
由题图看出,当
时,外电路短路,电源内部热功率等于电源的总功率,则有
代入解得
该电源与电阻B串联后,电路中的电流为
,根据闭合电路的欧姆定律得
则
路端电压
此时电源内部热功率
BC符合题意,AD不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用电功率的表达式可以求出电动势的大小;利用热功率的表达式可以求出电源内阻的大小;结合闭合电路的欧姆定律可以去除电阻的大小,再结合热功率的表达式可以求出内部热功率的大小。
12.【答案】C,D
【知识点】功能关系;导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A.金属棒受到的安培力大小
时刻金属棒的速度大小
则
A不符合题意;
B.以金属棒为研究对象,根据牛顿第二定律有
时刻金属棒受到的安培力大小
则
时刻拉力F的大小为
B不符合题意;
C.
时间内金属棒沿导轨向上运动的距离
通过电阻R的电量
C符合题意;
D.金属棒沿导轨向上运动
时间的过程中,根据功能关系可知,拉力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热与金属棒增加的机械能的总和,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】利用其速度公式可以求出金属棒的速度大小,结合安培力的表达式可以求出安培力的大小;利用牛顿第二定律结合安培力的大小可以求出拉力的大小;利用位移公式结合磁通量变化量的大小可以求出通过电阻电荷量的大小;利用功能关系可以判别拉力做功等于焦耳热和金属棒机械能的增量。
13.【答案】(1)
(2)向左偏;向右偏
(3)磁通量变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)探究感应电流产生条件的电路是两个回路,按两个回路的思路连接,如图所示;
(2)闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏一下.将线圈A快速插入线圈B中,则穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针也应该向左偏转;
若将滑动变阻器的滑片P向左滑动,左侧电路中的电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,则灵敏电流计的指针应该向右偏转;
(3)通过实验可以得出:当穿过闭合线圈的磁通量变化时,闭合回路中就会产生感应电流。
【分析】(1)其A线圈与滑动变阻器、电源相连;其B线圈与电流计相连;
(2)利用其开关闭合时磁通量增加可以判别磁通量变化时其指针偏转的方向;结合其线圈B中磁通量的变化可以判别指针的偏转;
(3)通过实验可以得出当线圈中其磁通量发生变化时,闭合回路产生感应电流。
14.【答案】(1)2.094(2.092~2.096均可给分)
(2)A;C
(3)
(4)小于
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)由螺旋测微器的示数可知,圆柱形合金材料的直径
;
(2)电源电动势约为
,电压表应选择A;电路最大电流约为
电流表
的量程是
,电路最大电流约为电流表量程的
,电流表
量程太大,读数误差太大,电流表应选择C;
(3)由欧姆定律得
由电阻定律得
解得
(4)用伏安法测圆柱形合金的电阻时电流表外接,由于测得的电流偏大,因此圆柱形合金的电阻测量值偏小,则该同学测得的电阻率小于圆柱形合金材料真实的电阻率.
【分析】(1)利用螺旋测微器结构结合精度可以读出对应的读数;
(2)利用电动势的大小可以判别电压表的选择,利用欧姆定律可以判别电路最大的电流进而判别电流表的选择;
(3)利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的表达式;
(4)利用其电流表外接可以判别其测量的电阻偏小;结合电阻率的表达式可以判别其电阻率的测量值偏小。
15.【答案】(1)解:时线圈中产生的感应电动势
线圈中的感应电流
解得
(2)解:时线圈中产生的感应电动势
线圈中的感应电流
由图可知当t=0.6s时B=1.25T,则线圈受到的安培力大小
由左手定则知安培力方向向上,大于线圈重力大小5N,对线圈受力分析,根据受力平衡有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用;电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】(1)已知磁感应强度随时间的变化,结合法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小,结合欧姆定律可以求出感应电流的大小;
(2)已知磁感应强度随时间的变化,利用法拉第电磁感应定律结合欧姆定律可以求出感应电流的大小,结合线圈的平衡方程可以求出轻杆对线圈作用力的大小。
16.【答案】(1)解:将带电粒子在N点的速度分解,根据几何关系有
带电粒子在电场中做类平抛运动,设粒子运动的时间为t,根据类平抛运动的规律有,
解得
(2)解:带电粒子在电场中做类平抛运动,根据牛顿第二定律可知粒子的加速度大小
粒子在y轴方向做匀加速直线运动,则
解得
(3)解:粒子从A点射入磁场时的速度大小
设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】(1)对带电粒子在N点的速度进行分解,结合带电粒子在电场中做类平抛运动的位移公式可以求出其圆形区域的半径大小;
(2)带电粒子在磁场中做类平抛运动,利用其竖直方向的位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小;
(3)带电粒子进入磁场做匀速圆周运动,利用几何关系可以求出轨道半径的大小,再利用牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。
17.【答案】(1)解:设金属棒第一次进入磁场时的速度大小为,第一次离开磁场时的速度大小为,根据机械能守恒定律有
从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场,根据功能关系有
根据焦耳定律可知,定值电阻上产生的热量
解得
(2)解:从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场的过程中,对任意一个很短的时间分析,根据牛顿第二定律有
综合可得
解得
(3)解:设金属棒第二次进入磁场时的速度大小为,第二次离开磁场时的速度大小为,则
根据机械能守恒定律有
解得
【知识点】动量定理;机械能守恒定律
【解析】【分析】(1)金属棒第一次穿过磁场时,利用机械能守恒定律可以求出进入磁场和离开磁场时速度的大小;结合功能关系可以求出电阻产生的焦耳热大小;
(2)当金属棒从进入磁场到离开磁场的过程中,利用牛顿第二定律结合其安培力的表达式可以求出水平轨道的长度;
(3)已知金属棒第一次从磁场右边进入的速度大小,结合动量定理及机械能守恒定律可以求出金属棒到达左侧轨道的最大高度。
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一、单选题
1.(2022高二下·河南开学考)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”。如图所示,实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( )
A.圆盘中始终未发生电磁感应现象
B.该实验现象与真空冶炼炉的原理相同
C.由于小磁针的磁性较弱,分析本现象时可以忽略小磁针的磁场
D.探测地雷的探雷器的工作原理与本实验现象无关联
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】穿过圆盘的磁通量不变,但是穿过圆盘局部面积的磁通量发生变化,发生了电磁感应现象,所以在圆盘上产生了涡流,真空冶炼炉和探雷器均是利用涡流工作的, B符合题意,ACD均错误。
故答案为:B。
【分析】由于圆盘上局部磁通量发生变化所以产生电磁感应现象,产生了涡流,其原理与真空冶炼炉、探雷器的原理相同,分析小磁针与圆盘之间的相互作用不能忽略小磁针本身的磁场。
2.(2022高二下·河南开学考)如图所示,安放在固定绝缘支架上的A球带正电,B为不带电的枕形导体,也被固定在绝缘支架上,M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.M点电场强度大于N点电场强度
B.M点电场强度小于N点电场强度
C.若用导线将导体B两端连起来,导体B左端仍然带负电、右端仍然带正电
D.M点电势高于N点电势
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】AB.处于静电平衡的导体,内部的电场强度大小处处为零,即
AB不符合题意;
C.若用导线将导体B两端连起来,但A依然在,则没有电荷移动,C符合题意;
D.处于静电平衡的导体,其整体是等势体,所以
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于导体B处于静电平衡所以其内部场强等于0;由于导体B处于电势面所以利用导线连接两端没有电荷移动;由于B属于等势体所以电势处处相等。
3.(2022高二下·河南开学考)如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的直流电阻可以忽略不计,A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后,灯泡A亮度一直保持不变
B.闭合开关S后,灯泡B亮度一直保持不变
C.再断开开关S后,灯泡A逐渐变暗,直到熄灭
D.再断开开关S后,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】AB.闭合开关S后,灯泡A和灯泡B一齐亮,接着灯泡A逐渐变亮直至亮度不变,灯泡B逐渐变暗直至熄灭,A、B均错误;
CD.再断开开关S后,灯泡A立即熄灭,灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电感对变化电流的阻碍作用所以开关闭合时其灯泡B逐渐变暗;当断开开关时其B逐渐熄灭其A立即熄灭。
4.(2022高二下·河南开学考)如图所示,有一边长为L的正方形导线框,其质量为m,从匀强磁场上方由静止下落,此时底边与磁场上边界的距离为。导线框底边进入匀强磁场区域后,线框开始匀速运动,匀强磁场的上、下边界均水平且宽度也为L,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则线框在穿越匀强磁场的过程中产生的焦耳热Q为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】线框
边刚进入磁场时线框开始匀速运动,则线框受到的安培力大小为mg,根据功能关系可知,线框在穿越匀强磁场的过程中产生的焦耳热Q为2mgL。
故答案为:C。
【分析】由于线圈进入磁场做匀速直线运动,利用其功能关系可以求出线圈产生的焦耳热大小。
5.(2022高二下·河南开学考)现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场,穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空室空间内就产生感生电场,电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示(上方为侧视图,下方为真空室的俯视图),当电磁铁绕组通以图中所示的电流时,电子被“约束”在半径为R的圆周上沿顺时针方向运动,下列说法正确的是( )
A.电磁铁绕组中的电流必须持续增大
B.电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时,真空室中的电子仍能得到加速
D.根据楞次定律可知,电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同
【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】A.当电磁铁绕组通以图示电流时,线圈中的电流增大,磁场增强,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍其增大,所以感生电场为逆时针方向,电子沿顺时针方向运动,加速器应对电子加速,A符合题意;
B.洛伦兹力恒不做功,B不符合题意;
C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时,不会发生电磁感应现象,也就不会产生感生电场,电子得不到加速,C不符合题意;
D.电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反,这与楞次定律无关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用电子的运动方向可以判别感生磁场的方向,结合原磁场的方向可以判别原磁场其磁感应强度的变化,利用磁感应强度的变化可以判别电磁铁中电流的大小变化;电子感应加速器是利用感生电场对电子加速;洛伦兹力对电子不做功;当电磁铁中通以恒定电流其真空室中磁通量不变不会产生感生电场所以电子不能进行加速;电子在感生电场中受到的电场力方向与电场方向相反。
6.(2022高二下·河南开学考)如图所示,等腰的底边长为,.在M点固定一条长直导线,电流方向垂直纸面向里;在Q点固定一条长直导线,电流方向垂直纸面向外,两导线中的电流大小均为I。已知在无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式(k是常数,I是导线中的电流强度,r是该点到直导线的距离)表示,则P点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可知,固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示,两通电直导线在P点的磁感应强度大小
、
,均为
根据几何关系可知,
、
的夹角为
,则P点的磁感应强度大小
故答案为:D。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线在P点磁感应强度的方向,结合磁感应强度的叠加可以求出P点磁感应强度的大小。
7.(2022高二下·河南开学考)如图所示,匀强磁场的左边界为一竖直面,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环,以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时,a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点,O点为圆环的圆心,已知,则a、b两点的电势差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】当圆环运动到题中图示位置时,根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为
,产生的感应电动势
设圆环的总电阻为
,电路中的电流
圆环处于题中图示位置时,外电路的电阻值
根据欧姆定律可知
根据右手定则可知,a点的电势高于b点的电势,则a,b两点的电势差
故答案为:B。
【分析】利用动生电动势结合有效长度的大小可以求出电动势的大小,利用右手定则可以比较电势的高低,结合欧姆定律及电阻的大小可以求出其ab之间电势差的大小。
8.(2022高二下·河南开学考)如图所示,在原点O和x轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、(两点电荷的电荷量和电性均未知)。一带负电的试探电荷从坐标为x2处以一定的初速度沿x轴正方向运动,其电势能的变化情况已在图中绘出,图线与x轴交点的横坐标为,图线最高点对应的横坐标为,不计试探电荷受到的重力,则下列判断正确的是( )
A.点电荷带负电
B.试探电荷在之间受到的电场力沿x轴正方向
C.之间的电场强度沿x轴正方向
D.两点电荷、电荷量的比值为
【答案】C
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】BC.试探电荷在
之间电势能增大,试探电荷受到的电场力对试探电荷做负功,所以试探电荷所受电场力沿x轴负方向,电场强度沿x轴正方向,B不符合题意、C符合题意;
A.由电场的分布特点知,点电荷
带正电,点电荷
带负电,A不符合题意;
D.由题图可知
处的电场强度为零,则
解得
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用其试探电荷电势能的变化可以判别电场力做功,利用电场力做功可以判别电场力的方向进而判别其Q1的电性;利用图像斜率可以判别场强的大小及方向;利用场强等于0可以判别其两个场源电荷电性相反;利用点电荷的场强公式可以求出场源电荷电荷量之比。
二、多选题
9.(2022高二下·河南开学考)如图所示,空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面(竖直面)向里。一带电液滴在重力、电场力和洛伦兹力的共同作用下,沿着直线从C匀速运动至D,下列关于带电液滴的性质和运动的说法正确的是( )
A.液滴一定带正电
B.仅增大电场的电场强度,液滴仍可能做匀速直线运动
C.仅减小磁场的磁感应强度,液滴仍可能做匀速直线运动
D.仅减小液滴的速度,液滴一定做曲线运动
【答案】A,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A.液滴在重力、电场力和洛伦兹力的作用下做匀速直线运动,说明液滴受到的洛伦滋力、重力和电场力的合力为零.若液滴带正电,这三个力的合力存在等于零的可能;若液滴带负电,这三个力的合力不可能等于零,A符合题意;
BCD.无论是仅增大电场的电场强度还是仅减小磁场的磁感应强度,或者是仅减小液滴的速度,液滴受到的洛伦兹力、重力和电场力的合力均无法等于零,则液滴一定做曲线运动,BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用液滴的平衡条件结合电场力和洛伦兹力的方向可以判别液滴的电性;当增大其电场强度、或是改变磁感应强度、或者改变其粒子的速度都会导致合力不等于0其粒子做曲线运动。
10.(2022高二下·河南开学考)如图所示,条形磁体竖直放置,P位置为磁体中部,M、L分别为磁体上方和下方相应的位置。一个金属圆环在外界作用下从M位置匀速向下运动,圆环始终保持水平。下列说法正确的是( )
A.圆环从M运动至P的过程中,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向
B.圆环从P运动至L的过程中,从上往下看,环中的电流沿逆时针方向
C.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先增大后减小
D.圆环从M运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量先减小后增大
【答案】A,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】圆环从M运动至其与磁体上端齐平的过程中,穿过圆环的磁感线条数增多,则穿过圆环的磁通量变大。圆环从与磁体上端齐平运动至P的过程中,穿过圆环的磁感线包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线,内外磁感线相互抵消,因此越到中间外部磁感线越少,故本过程穿过圆环的磁通量仍然是增加的。同理可知,圆环从P运动至L的过程中,穿过圆环的磁通量一直在减小。根据楞次定律可知,圆环从M运动至P的过程中,从上往下看,圆环中的电流沿逆时针方向。AC均正确,BD均错误。
故答案为:AC。
【分析】利用其磁体磁感应强度的分布及内外磁感线的数量可以判别其圆环中磁通量的变化;利用其磁通量的变化结合楞次定律可以判别感应电流的方向。
11.(2022高二下·河南开学考)如图所示,直线为电源A的总功率随电流I变化的图线,抛物线为该电源内部热功率随电流I变化的图线.若该电源与电阻B串联后,电路中的电流为,则下列说法正确的是( )
A.电阻B的阻值为
B.电源A的内阻为
C.电源A与电阻B串联后,路端电压为
D.电源A与电阻B串联后,电源A内部热功率为
【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】电源的总功率
当
时
则电源的电动势
由题图看出,当
时,外电路短路,电源内部热功率等于电源的总功率,则有
代入解得
该电源与电阻B串联后,电路中的电流为
,根据闭合电路的欧姆定律得
则
路端电压
此时电源内部热功率
BC符合题意,AD不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用电功率的表达式可以求出电动势的大小;利用热功率的表达式可以求出电源内阻的大小;结合闭合电路的欧姆定律可以去除电阻的大小,再结合热功率的表达式可以求出内部热功率的大小。
12.(2022高二下·河南开学考)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置,导轨所在平面的倾角,导轨下端接有阻值为R的电阻,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.质量为m、长为L、电阻不计的金属棒刚好能够放在导轨上,在沿导轨平面且与棒垂直的拉力F作用下金属棒沿导轨向上做初速度为零、加速度为(重力加速度大小为g)的匀加速直线运动,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并与两导轨接触良好,金属导轨的电阻不计,取。则在金属棒沿导轨向上运动时间的过程中,下列说法正确的是( )
A.时刻,金属棒受到的安培力大小为
B.时刻拉力F的大小为
C.时间内通过电阻R的电荷量为
D.整个过程中,拉力F做的功大于电阻R上产生的焦耳热与金属棒动能增加量之和
【答案】C,D
【知识点】功能关系;导线切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A.金属棒受到的安培力大小
时刻金属棒的速度大小
则
A不符合题意;
B.以金属棒为研究对象,根据牛顿第二定律有
时刻金属棒受到的安培力大小
则
时刻拉力F的大小为
B不符合题意;
C.
时间内金属棒沿导轨向上运动的距离
通过电阻R的电量
C符合题意;
D.金属棒沿导轨向上运动
时间的过程中,根据功能关系可知,拉力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热与金属棒增加的机械能的总和,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】利用其速度公式可以求出金属棒的速度大小,结合安培力的表达式可以求出安培力的大小;利用牛顿第二定律结合安培力的大小可以求出拉力的大小;利用位移公式结合磁通量变化量的大小可以求出通过电阻电荷量的大小;利用功能关系可以判别拉力做功等于焦耳热和金属棒机械能的增量。
三、实验题
13.(2022高二下·河南开学考)某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示。回答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图中各器材连接,构成正确的实验电路;
(2)实验中发现:闭合开关时,灵敏电流计的指针向左偏转了一下。闭合开关后,若将线圈A快速插入线圈B中,灵敏电流计的指针会 (选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”);开关保持闭合,线圈A保持静止,若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动,灵敏电流计的指针会 (选填“向左偏”、“不偏转”或“向右偏”);
(3)通过实验可以得出:当穿过闭合回路的 时,闭合回路中就会产生感应电流。
【答案】(1)
(2)向左偏;向右偏
(3)磁通量变化
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】(1)探究感应电流产生条件的电路是两个回路,按两个回路的思路连接,如图所示;
(2)闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏一下.将线圈A快速插入线圈B中,则穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针也应该向左偏转;
若将滑动变阻器的滑片P向左滑动,左侧电路中的电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,则灵敏电流计的指针应该向右偏转;
(3)通过实验可以得出:当穿过闭合线圈的磁通量变化时,闭合回路中就会产生感应电流。
【分析】(1)其A线圈与滑动变阻器、电源相连;其B线圈与电流计相连;
(2)利用其开关闭合时磁通量增加可以判别磁通量变化时其指针偏转的方向;结合其线圈B中磁通量的变化可以判别指针的偏转;
(3)通过实验可以得出当线圈中其磁通量发生变化时,闭合回路产生感应电流。
14.(2022高二下·河南开学考)陆风同学正在测量一段圆柱形合金材料的电阻率,他用多用电表粗测得知圆柱形合金的电阻约为,接下来的步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径,测得的示数如图甲所示,可知其直径为 mm;
(2)用游标卡尺测量圆柱形合金的长度;
图乙为该同学设计的用伏安法测此圆柱形合金的电阻的电路图.除待测圆柱形合金外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表(量程为,内阻约为);
B.电压表(量程为,内阻约为);
C.电流表(量程为,内阻约为);
D.电流表(量程为,内阻约为);
E.滑动变阻器R(阻值范围为);
F.电动势约为的电源,内阻不计;
G.开关S,导线若干。
为精确测量圆柱形合金的电阻,电压表应选 ,电流表应选 ;(填写器材前对应的字母序号)
(3)实验中测得该合金材料的直径为D、长度为L,该合金材料接入电路后,电压表示数为U,电流表示数为I,则该合金材料的电阻率 ;(用题中涉及的物理量符号表示)
(4)该同学测得的电阻率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)圆柱形合金材料真实的电阻率。
【答案】(1)2.094(2.092~2.096均可给分)
(2)A;C
(3)
(4)小于
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)由螺旋测微器的示数可知,圆柱形合金材料的直径
;
(2)电源电动势约为
,电压表应选择A;电路最大电流约为
电流表
的量程是
,电路最大电流约为电流表量程的
,电流表
量程太大,读数误差太大,电流表应选择C;
(3)由欧姆定律得
由电阻定律得
解得
(4)用伏安法测圆柱形合金的电阻时电流表外接,由于测得的电流偏大,因此圆柱形合金的电阻测量值偏小,则该同学测得的电阻率小于圆柱形合金材料真实的电阻率.
【分析】(1)利用螺旋测微器结构结合精度可以读出对应的读数;
(2)利用电动势的大小可以判别电压表的选择,利用欧姆定律可以判别电路最大的电流进而判别电流表的选择;
(3)利用欧姆定律结合电阻定律可以求出电阻率的表达式;
(4)利用其电流表外接可以判别其测量的电阻偏小;结合电阻率的表达式可以判别其电阻率的测量值偏小。
四、解答题
15.(2022高二下·河南开学考)如图甲所示,绝缘轻杆将一个匝的矩形线圈固定在竖直平面内,悬点P为边中点。矩形线圈水平边,竖直边,E、F分别为边和边的中点,在下方有一个范围足够大、方向垂直纸面(竖直平面)的匀强磁场。矩形线圈的质量、电阻,取垂直纸面(竖直平面)向外为磁感应强度的正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。取重力加速度大小,求:
(1)时线圈中的感应电流;
(2)时轻杆对线圈的作用力大小F。
【答案】(1)解:时线圈中产生的感应电动势
线圈中的感应电流
解得
(2)解:时线圈中产生的感应电动势
线圈中的感应电流
由图可知当t=0.6s时B=1.25T,则线圈受到的安培力大小
由左手定则知安培力方向向上,大于线圈重力大小5N,对线圈受力分析,根据受力平衡有
解得
【知识点】共点力平衡条件的应用;电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】(1)已知磁感应强度随时间的变化,结合法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小,结合欧姆定律可以求出感应电流的大小;
(2)已知磁感应强度随时间的变化,利用法拉第电磁感应定律结合欧姆定律可以求出感应电流的大小,结合线圈的平衡方程可以求出轻杆对线圈作用力的大小。
16.(2022高二下·河南开学考)如图所示,空间中有一直角坐标系,第一象限中存在方向平行于y轴向下的匀强电场,第二象限内,在圆心为、半径未知的圆形区域内,有垂直于纸面向里的匀强磁场,圆形区域与x轴和y轴相切,与y轴的切点为A点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从x轴上的N点以速率射入第一象限,射入速度的方向和x轴负方向的夹角,一段时间后,粒子从A点平行于x轴射入磁场,经磁场偏转后到达x轴上的M点(未画出),粒子到达M点时速度方向与x轴负方向的夹角仍然为。已知O、N两点的距离为L,不计粒子受到的重力。求:
(1)圆形区域的半径R;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)圆形区域磁场的磁感应强度大小B。
【答案】(1)解:将带电粒子在N点的速度分解,根据几何关系有
带电粒子在电场中做类平抛运动,设粒子运动的时间为t,根据类平抛运动的规律有,
解得
(2)解:带电粒子在电场中做类平抛运动,根据牛顿第二定律可知粒子的加速度大小
粒子在y轴方向做匀加速直线运动,则
解得
(3)解:粒子从A点射入磁场时的速度大小
设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】(1)对带电粒子在N点的速度进行分解,结合带电粒子在电场中做类平抛运动的位移公式可以求出其圆形区域的半径大小;
(2)带电粒子在磁场中做类平抛运动,利用其竖直方向的位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小;
(3)带电粒子进入磁场做匀速圆周运动,利用几何关系可以求出轨道半径的大小,再利用牛顿第二定律可以求出磁感应强度的大小。
17.(2022高二下·河南开学考)如图所示,光滑平行金属导轨由左、右两侧的倾斜轨道与中间的水平轨道平滑连接而成,导轨间距,在左侧倾斜轨道上端连接有阻值的定值电阻,水平轨道间有磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场.质量、电阻、长度与导轨间距相等的金属棒放在左侧倾斜轨道上由静止释放,金属棒释放的位置离水平轨道的高度,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,金属棒第一次出磁场时到达右侧倾斜轨道的最大高度,取重力加速度大小,不计金属导轨电阻,金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失,求:
(1)金属棒第一次穿过磁场的过程中,定值电阻上产生的焦耳热;
(2)水平轨道的长度d;
(3)金属棒第一次从右边进入磁场后能够到达左侧倾斜轨道的最大高度。
【答案】(1)解:设金属棒第一次进入磁场时的速度大小为,第一次离开磁场时的速度大小为,根据机械能守恒定律有
从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场,根据功能关系有
根据焦耳定律可知,定值电阻上产生的热量
解得
(2)解:从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场的过程中,对任意一个很短的时间分析,根据牛顿第二定律有
综合可得
解得
(3)解:设金属棒第二次进入磁场时的速度大小为,第二次离开磁场时的速度大小为,则
根据机械能守恒定律有
解得
【知识点】动量定理;机械能守恒定律
【解析】【分析】(1)金属棒第一次穿过磁场时,利用机械能守恒定律可以求出进入磁场和离开磁场时速度的大小;结合功能关系可以求出电阻产生的焦耳热大小;
(2)当金属棒从进入磁场到离开磁场的过程中,利用牛顿第二定律结合其安培力的表达式可以求出水平轨道的长度;
(3)已知金属棒第一次从磁场右边进入的速度大小,结合动量定理及机械能守恒定律可以求出金属棒到达左侧轨道的最大高度。
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