阶段性综合复习训练（考查范围：第一章、第二章）（含解析）2023——2024学年高物理教科版（2019）选择性必修第二册

阶段性综合复习训练（考查范围：第一章、第二章）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．一同学在课外书上了解到，无限长通有电流强度为I的直导线在空间某点产生的磁感应强度大小可表示为，r是该点到直导线的距离，结合安培力的公式，可知比例系数的单位是（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，真空区域内有宽度为d、 磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，MN、PQ 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子（不计重力），沿着与MN夹角θ为30°的方向以某一速度射入磁场中，粒子恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法不正确的是（　　）
A．可求出粒子在磁场中运动的半径
B．可求出粒子在磁场中运动的加速度大小
C．若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短
D．若仅增大磁感应强度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短
3．用如图所示装置作为推进器加速带电粒子。装置左侧部分由两块间距为d的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。使大量电荷量绝对值均为q0的正、负离子从左侧以速度v0水平入射，可以给右侧平行板电容器PQ供电。靠近Q板处有一放射源S可释放初速度为0、质量为m、电荷量绝对值为q的粒子，粒子被加速后从S正上方的孔喷出P板，喷出的速度大小为v。下列说法正确的是（　　）
A．放射源S释放的粒子带负电
B．增大q0的值，可以提高v
C．PQ间距变为原来的2倍，可使v变为原来倍
D．v0和B同时变为原来的2倍，可使v变为原来的2倍
4．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场越强）。下列说法中正确的是（　　）
A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B．仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大
D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
5．关于下列四幅图的说法中正确的是（　　）
A．如图（a）所示手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动现象
B．如图（b）所示，表示声源远离观察者时，观察者听到声音声调变高
C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理
D．如图（d）所示，变压器把硅钢切成片状的目的是为了增大涡流
6．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨竖直固定放置，导轨间存在垂直纸面的匀强磁场：两根相同的金属棒、垂直放置在导轨上，在外力作用下处于静止状态。时刻由静止释放棒，一段时间后再由静止释放棒。两棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，两棒的速度、和加速度、随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．电路过载时电流一般比额定电流大一些，而短路时则可能达到额定电流的十几倍以上。空气开关是一种常见的电气设备，可用于保护电气线路和设备避免过载或短路的破坏，如图1所示。空气开关内部有电磁脱扣器和热脱扣器两种断开结构，如图2所示。在过载或短路发生的情况下，电路中的强电流流过电磁线圈，线圈内的金属顶针在电磁力的作用下压缩弹簧撞击弹片使电路断开；热脱扣器则是利用双金属片热胀冷缩的原理，当强电流流过双金属片时，材料不同的双金属片发热形变程度不同，金属片带动连杆开关使电路断开。
一般家庭电路中用电器往往启动瞬间电流较大，为保证用电器顺利启动，多采用脱扣特征曲线如图3所示的空气开关。脱扣特征曲线的横轴表示线路实际电流相对于额定电流的倍数（部分刻度值未画出），纵轴（t/s）表示电流持续时间，曲线①左下方区域表示空气开关不脱扣，曲线②右上方区域表示脱扣，①、②曲线所夹的区域为不确定区域，在此区域中脱扣器可能是脱扣状态或未脱扣状态。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．电路发生过载情况时，更易发生电磁脱扣
B．实际电流为额定电流2倍时，线路设备可持续工作至少10秒
C．实际电流为额定电流7倍时，一定是电磁脱扣器执行断开电路动作
D．线路设备在工作条件下，电磁脱扣器不产生焦耳热
8．如图1所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，其左侧连接定值电阻R，整个导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，导轨电阻不计。一质量且电阻不计的细直金属杆ab置于导轨上，与导轨垂直并接触良好。时刻，杆ab在水平向右的拉力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，力F随时间t变化的图像如图2所示，时刻撤去力F。整个运动过程中，杆ab的位移大小为（　　）
A．8m B．10m C．12m D．14m
二、多选题
9．如图，平面直角坐标系xOy内虚线CD上方存在匀强磁场和匀强电场，分界线OE、OF与x轴的夹角均为。时，一对质量为m、电荷量为q的正、负粒子从坐标原点O以大小为的速度沿y轴正方向射入磁场，正粒子通过坐标为的P点（图中未画出）进入电场，然后沿y轴负方向经y轴上的Q点射出电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。则（　　）
A．磁场的磁感应强度大小为
B．电场的电场强度大小为
C．在坐标为的位置，两粒子相遇
D．在时，两粒子相遇
10．如图，在空间直角坐标系中，平面为一挡板，挡板左侧有沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。挡板右侧有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。y轴上距离坐标原点O为L的P处有一粒子发射源，可向xOy平面内y轴左侧180°方向范围内不断发射带正电的粒子。粒子质量均为m，电荷量均为q，速度介于0到之间的任意值。挡板在坐标原点O处有一小孔，打到挡板上的粒子均被挡板吸收，从小孔穿出到达挡板右侧的所有粒子，速度的最大值是最小值的2倍，最终打在垂直x轴放置的接收屏上，形成亮斑。接收屏和挡板都足够大，不考虑粒子间的作用力。下列说法正确的是（　　）
A．
B．穿过小孔的粒子速度方向集中在120°的范围内
C．当接收屏到O点的距离为L时，亮斑为一个点
D．当接收屏到O点的距离为时，亮斑为一条长为的直线段
11．如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为B，左侧导轨间距为l，右侧导轨间距为2l，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度v0，则此后的运动过程中下列说法正确的是（ ）
A．cd棒最终的速度为
B．全过程中，通过导体棒cd的电荷量为
C．从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为
D．导体棒ab和cd组成的系统动量守恒
12．为了研究电磁刹车，某实验小组让一正方形金属导线框在光滑绝缘水平面内以的初速度进入匀强磁场区域，如图所示。已知正方形金属导线框的总电阻为、边长为1m、质量为0.2kg，匀强磁场的磁感应强度大小，从线框进入磁场开始，下列说法正确的是（ ）
A．线框先做匀减速运动后做匀速运动
B．线框完全进入磁场时的速度大小
C．在线框进入磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.3J
D．在线框进入磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为2C
三、实验题
13．如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面开始时，金属棒放在导轨正中间的位置处，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。
（1）闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左”或“右”）；
（2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是 ；
A．仅改变电流的方向 B．仅改变磁场的方向
C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器的滑片，减少接入电路的电阻
（3）为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，下列措施可行的是 。
A．增加金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度
C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的间距
14．彭同学正在探究影响感应电流方向的因素，已知当电流从灵敏电流计的正接线柱流入时，灵敏电流计的指针向右偏转。
(1)如图甲所示，导体棒ab向右匀速平移的过程中，电流计的指针将 （填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(2)该同学研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系时采用了如图乙所示的实验装置，实验中让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间和电压传感器记录下的感应电动势的平均值E，改变小车速度进行多次实验，以得到多组数据。本实验中在每次光电门挡光时间不同情况下，与其对应的磁通量变化量中是否相同 （填“相同”或“不相同”），为了更直观地体现E和的关系，若以E为纵坐标，则横坐标应为 。
四、解答题
15．如图甲所示，在xOy平面的第Ⅰ象限内有沿x轴正方向的匀强电场；第Ⅱ、Ⅲ象限内同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场，，，磁场随时间t变化的规律如图乙所示，，，设垂直纸面向外为磁场正方向。一个质量为、电荷量为的带正电液滴从p点以速度，沿x轴负方向入射，恰好以指向y轴负方向的速度v经过原点O（此时）后进入的区域。重力加速度g取。
（1）求液滴第一次到达O点时速度v的大小；
（2）求液滴在时间内的路程；
（3）若在时撤去电场、和磁场，同时在整个空间区域加竖直向上的匀强磁场（未画出），，求从此时刻起，再经过液滴距O点的距离。
16．如图所示，直角坐标系第一象限内有一竖直分界线PQ，PQ左侧有一直角三角形区域OAC，其中分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，已知OA与y轴重合，且OA=a，θ=60°，C点恰好处于PQ分界线上。PQ右侧有一长为L的平行板电容器，板间距为a，上极板与左侧磁场的上边界平齐，内部分布着方向垂直纸面向里、强弱随y坐标变化的磁场和竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场。该复合场能使沿水平方向进入电容器的电子均能沿直线匀速通过电容器。在平行板电容器右侧某区域，存在一垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场（图中未画出），使水平通过平行板电容器的电子进入该磁场后汇聚于x轴上一点，现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用及电子的重力，已知电子的电量为e，质量为m。
（1）当速度方向沿y轴正方向时，求能进入平行板电容器的电子所具有的最大速度是多少；
（2）写出电容器内磁场的磁感应强度B随y坐标的变化规律；
（3）若电子沿上极板边缘离开电容器后立即进入右侧磁场，求汇聚点的横坐标。
17．一种能精准控制带电粒子运动轨迹和运动时间装置的原理如图所示。在xOy平面内的区域内，第一象限内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，第四象限内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小关系为。处于O点的粒子源，能沿与x轴成角的方向，向第一象限发射质量为m、带电量为q、速度为的正粒子，粒子最终从x轴上的点射出磁场，不计粒子的重力。
（1）求磁感应强度的最小值；
（2）若，求粒子在磁场中通过的路程。
18．如图（a）所示，一U形导轨倾斜固定，导轨所在平面与水平面的夹角为37，导轨平行部分宽度，导轨上abcd矩形区域内存在垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场，其磁感应强度B随时间的变化图像如图（b）所示，磁场左右两边界ab与cd之间的距高为d＝6m，距磁场左边界ab距离处固定一质量导体棒MN，其接入电路中的电阻，导体棒与导轨之间的动摩擦因数。在时刻解除对导体棒的固定，导体棒从静止开始沿导轨向下运动经过磁场区域。导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻可忽略不计，重力加速度大小取，，。求：
（1）导体棒刚进入磁场时受到的安培力F；
（2）从开始运动到导体棒穿出磁场过程中导体棒上产生的热量Q。
19．如图所示，两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置，弧形部分竖直，直线部分水平且左端连线垂直于导轨，导轨间距为L。水平区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，细金属杆M、N长度都稍大于L。初始时刻，细金属杆M静止在弧形部分距水平导轨高度h处，磁场内的细金属杆N处于静止状态。某时刻静止释放M杆后，两杆与导轨接触良好且运动过程始终与导轨垂直，两杆在磁场中未碰撞且N杆出磁场时的速度大小为。已知M、N杆的质量分别为m和2m，电阻分别为R和2R，重力加速度为g，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求：
（1）细金属杆N在磁场内运动过程中最大加速度的大小和方向：
（2）细金属杆N在磁场内运动过程中产生的焦耳热Q；
（3）细金属杆N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；
（4）初始时刻细金属杆N到ab的最小距离x。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【详解】根据公式变形可知
根据变形可知
联立可得
则比例系数的单位是
故选C。
2．C
【详解】AB．根据题意可以分析粒子到达PQ边界时速度方向与边界线相切，如图所示
则根据几何关系可知
在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
解得
则加速度为
故AB正确；
CD．根据
若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的半径减小，可知粒子运动轨迹的圆心角不变，时间不变，若仅增大磁感应强度，粒子运动轨迹的圆心角不变，粒子在磁场中运动的时间变短，故C错误，D正确；
本题选择错误选项；
故选C。
3．D
【详解】A．根据左手定则可知，正负离子进入MN区域，正离子受到向下的洛伦兹力，负离子受到向上的洛伦兹力，所以正离子打到N板，负离子打到M板，N板电势高于M板，即Q板电势高于P板，S释放的粒子受到向上的电场力，电场力方向与场强方向相同，则粒子带正电，故A错误；
BC．根据力的平衡可得
S释放的粒子，加速过程有
联立可得
由此可知，粒子射出的速度与q0、PQ间距无关，故BC错误；
D．由以上分析可知，当v0和B同时变为原来的2倍，可使v变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】A B．根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有
解得
仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度B增大，电子束径迹的半径变小，仅提高电子枪加速电压U，电子束径迹的半径变大，故A错误，B正确；
C D．由电子做圆周运动的周期
仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度B增大，电子做圆周运动的周期将变小，仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将不变，故CD错误；
故选B。
5．A
【详解】A．手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，水在周期性外力作用下振动，这属于受迫振动，故A正确；
B．由多普勒效应可知声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小，声调变低，故B错误；
C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故C错误；
D．甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了减小涡流，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】时刻由静止释放棒，棒在重力作用下由静止开始加速，此时金属棒ab、cd加速度
之后回路中出现感应电流，棒受到的安培力与重力反向，棒的加速度减小，棒在安培力作用下开始加速，因为
金属棒cd与金属棒ab的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，安培力
逐渐增大，根据牛顿第二定律知，棒加速度减小，一段时间后再由静止释放棒，棒加速运动且加速度增大，当
时
不再变化，回路中的电流不再变化，安培力不变，两棒加速度不变，但是两金属棒的速度仍在增大，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【详解】A.电路发生过载情况时，电路过载时电流一般比额定电流大一些，所以线路实际电流相对于额定电流的倍数偏小，由图3可知更容易发生热脱扣，故A错误；
B.实际电流为额定电流2倍时，由图3可得线路设备可持续工作至少10秒，故B正确；
C.实际电流为额定电流7倍时，由图3可见刚好处于不确定区域，所以不一定是电磁脱扣器执行断开电路动作，故C错误；
D.线路设备在工作条件下，电路中的强电流流过电磁线圈，所以电磁脱扣器产生焦耳热，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】t=0到t=2s时间段内，杆ab做匀加速直线运动，有
其中
可得
结合F-t图像知
ma=2
故
斜率
撤去力F时，杆ab的速度
杆ab的位移
撤去力F后，对杆ab由动量定理有
联立解得
故总位移
故选C。
9．AD
【详解】A．根据已知做出两粒子轨迹如图
由几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力
解得
故A正确；
B．带正电粒子进入电厂后，水平方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律
水平方向根据
联立解得
故B错误；
C．在电场中到Q点的时间
在电场中竖直方向做匀速运动，则下降的高度
粒子从O点下降的总高度
两粒子相遇的位置为，故C错误；
D．在磁场中运动的时间
两粒子相遇时间
故D正确。
故选AD。
10．AB
【详解】A．根据
可知带电粒子在磁场中运动速度越大，半径越大，当半径为
时，速度最小，又由题意知，速度的最大值是最小值的2倍，所以速度最小值
则有
得
故A正确；
B．如图
当速度最小时，粒子穿过O处后平行于x轴运动，当速度最大时，半径为L，根据几何关系，与间夹角为，当速度为的粒子在挡板左侧磁场内运动轨迹为一段优弧时，速度方向斜向上，同样与间夹角为，所以穿过小孔的粒子速度方向集中在120°的范围内，故B正确；
C．粒子在挡板右侧磁场运动的周期
当接收屏到O点的距离为L时，速度最小的粒子到达接受屏的时间
由于
（n=1，2，3）
所以当接收屏到O点的距离为L时，亮斑不可能为一个点，故C错误；
D．当接收屏到O点的距离为时，速度最小的粒子到达接受屏的时间
由于
所以当接收屏到O点的距离为时，亮斑为一个点，故D错误。
故选AB。
11．AC
【详解】A．当导体棒ab和cd产生的电动势相等时，两棒都做匀速直线运动，则有
对导体棒ab，规定水平向右为正方向，由动量定理可得
对导体棒cd，规定水平向右为正方向，由动量定理可得
联立解得
，
故A正确；
B．对导体棒cd，有
规定水平向右为正方向，根据动量定理，有
联立解得
故B错误；
C．由能量守恒定律得，整个回路产生的焦耳热
解得
故C正确；
D．导体棒ab和cd的长度不一样，所以受到的安培力大小不相等，系统合力不为零，所以导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】A．线框进入磁场后受安培力减速，则有
则线框先做加速度减小的减速运动；全部进入后，无感应电流，则安培力为0，线框做匀速运动，故A错误；
BD．线框完全进入磁场时，根据电流的定义式有
C
根据动量定理有
解得
故B正确，D错误；
C．在线框进入磁场的过程中，根据功能关系有
解得线框中产生的焦耳热为
Q=0.3J
故C正确；
故选BC。
13． 右 AB AD
【详解】（1）[1]根据左手定则，可以判断出此时金属棒受到的安培力方向为水平向右，则可观察到金属棒水平向右运动；
（2）[2] 若要改变金属棒的运动方向，则应使安培力的方向发生改变，可改变电流的方向或改变磁场的方向，故选AB；
（3）[3]由
可知要使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，则应增大导体棒所受安培力或延迟加速时间；增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度
由
可知，要增大导体棒所受安培力可向左移动滑动变阻器的滑片或增加金属水平导轨的间距，故选AD。
14．(1)向左
(2) 相同
【详解】（1）[1]导体棒ab向右匀速运动的过程中，根据右手定则可知，感应电流由电流计的负接线柱流入，结合题中条件可知，电流计的指针将向左偏转。
（2）[1][2]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，即穿过线圈的磁通量的变化量相同，这种情况下E与成正比，横坐标应该是。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，对带电液滴水平和竖直方向分别由动量定理得
，
解得
（2）计算可知液滴通过O点后
则液滴将仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有
，
解得磁感应强度为时
，
磁感应强度为时
，内运动轨迹如图所示
则
解得
（3）只有磁场存在时，油滴在水平方向做匀速圆周运动，周期
半径
油滴在竖直方向做自由落体运动，经过沿y轴下落高度为
经过后距O点的距离为
解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，由洛伦兹力提供向心力，有
解得
可知能从OC边出磁场的电子，当运动轨迹和AC相切时半径最大，故半径最大值
所以能从OC边出磁场的电子所具有的最大速度
（2）根据题意，画出从y处水平进入平行板间的粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系可得，运动半径
r=2y
可得
电子均能沿直线匀速通过电容器，则有
解得
(3)水平进入右侧磁场，因磁感应强度为，所以运动半径为
R=y
磁场左边界为倾角45°的斜线，如图所示
由几何关系可得，汇聚点横坐标
17．（1）；（2）
【详解】（1）磁感应强度越小，轨迹圆半径就越大，取最小值，粒子由O直接到达P，设粒子运动半径为，则
解得
（2）若，粒子在第一象限及第四象限运动半径分别为，则
几何关系
（或）
解得
粒子在第一象限路程
粒子在第四象限路程
粒子在磁场中运动的路程
解得
18．（1）2N，方向平行于导轨向上；（2）21J
【详解】（1）设刚进入磁场时的速度大为v，根据动能定理有
解得
设导体棒在导轨上下滑未进入磁场过程运动时间为，根据动量定理有
解得
从磁感应强度B随时间的变化图像可知时磁感应强度大小为
B＝1T
根据法拉第电磁场感应定律可得感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可知导体棒中的电流为
导体棒进入磁场时受到的安培力为
根据左手定则可知，安培力方向平行于导轨向上。
（2）导体棒在导轨上下滑未进入磁场过程磁感应强度发生变化，回路中磁通量发生变化，产生感生电动势为
此过程中电阻产生的热量为
导体棒进入磁场后
即导体棒进入磁场后处于干衡状态，则以v＝4m/s的速度做匀速直线运动，运动时间为
此过程中感应电动势仍为
感应电流仍为
此过程中产生的热量为
产生的总热量为
19．（1），方向向右；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）从M释放到进磁场，根据机械能守恒定律有
M进磁场时，对金属杆N根据牛顿第二定律有
解得
根据左手定则可知，安培力的方向水平向右，则加速度方向向右；
（2）由MN组成的系统动量守恒，则
根据能量守恒有
所以细金属杆N产生的焦耳热为
（3）对细金属杆N根据动量定理可得
其中
解得
（4）当N出磁场时M也刚好出磁场，此时N到ab的距离最小，设细金属杆N到ab的最小距离为x，则整个过程中流过闭合回路的电荷量有
所以
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页