2017~2018学年下学期期末复习备考之高二物理专题复习之期末复习
大题易丢分（20题）
1．(1)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。
(1)氢原予处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。
(2)在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
a．己知光在真空中的速度为c，氢原子在不同能级之间跃迁时，跃迁前后可认为质量不变，均为m。设氢原子处于基态时的能量为E1(E1b．在轻核聚变的核反应中，两个氘核()以相同的动能Eo=0.35MeV做对心碰撞，假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子（）的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u，中子的质量mn=1.0087u，氦核的质量MHe=3.0160u，其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV（结果保留1位有效数字）?
2．科学研究发现太阳光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（H）转化成一个氦核（He）和两个正电子（e）并放出能量．（已知质子的质量mp=1.0073u，α粒子的质量mα=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931MeV的能量．）
（1）写出该热核反应方程；
（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留4位有效数字）
3．光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0。已知光速为c，则光子的动量为E/c。求：
（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的光子个数是多少？
（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？
（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW，已知光速c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）
4．如图所示，电源电动势有E=12V，内阻r=0．5Ω，“10V、20W”的灯泡L与直流电动机M并联在电源两极间，灯泡恰能正常发光，已知电动机线圈的电阻为RM=1Ω，求：
（1）流过内阻的电流为多少？
（2）电动机的输出功率为多少？
（3）电源的效率为多少？
5．如图所示，已知R3＝3Ω，理想电压表读数为3v，理想电流表读数为2A，某时刻由于电路中R3发生断路，电流表的读数2．5A，R1上的电压为5v，求：
（1）R1大小、R3发生断路前R2上的电压、及R2阻值各是多少？（R3发生断路时R2上没有电流）
（2）电源电动势E和内电阻r各是多少？
6．如图甲所示，长、宽分别为=0.3m、=0.1m的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n=200，总电阻为r=1Ω，可绕其竖直中心轴转动，线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和阻值为2Ω的定值电阻R相连，线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场。磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，O～s时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直，s时刻以后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω=50πrad/s匀速转动，求(运算结果中可保留π)：
(1)0～s时间内通过电阻R的电流大小；
(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；
(3)求在s～s时间内，通过电阻R的电荷量为多少? s时刻穿过线圈的磁通量的变化率是多大?
7．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0．05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。如果用此发电机带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图。求：
（1）发电机的输出电压为多少？
（2）变压器原副线圈的匝数比为多少？
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？
8．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
（3）输电效率是多少？
（4）若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？
9．电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问：
（1）磁场的方向；
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少．
10．真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0 ， 在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速度大小为g．
（1）油滴运动到B点时的速度；
（2）求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．
11．如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和–q（q>0）的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求
⑴M与N在电场中沿水平方向的位移之比；
⑵A点距电场上边界的高度；
⑶该电场的电场强度大小。
12．真空中有如图所示矩形区域，该区域总高度为2h、总宽度为4h，其中上半部分有磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场，下半部分有竖直向下的匀强电场，x轴恰为水平分界线，正中心恰为坐标原点O．在x=2.5h处有一与x轴垂直的足够大的光屏（图中未画出）．质量为m、电荷量为q的带负电粒子源源不断地从下边界中点P由静止开始经过匀强电场加速，通过坐标原点后射入匀强磁场中．粒子间的相互作用和粒子重力均不计．
(1)若粒子在磁场中恰好不从上边界射出，求加速电场的场强E；
(2)若加速电场的场强E为(1)中所求E的4倍，求粒子离开磁场区域处的坐标值；
(3)若将光屏向x轴正方向平移，粒子打在屏上的位置始终不改变，求加速电场的场强E′（E′＜E）的可 能值？
13．如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中 圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁感应强度大小变化，方向如图所示，其CNQD为匀强磁场的边界，边界处无磁场）。静电分析器通道内有均匀辐射状分布的电场，粒子途经圆弧各处场强大小均为E，方向如图所示。已知圆弧虚线的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，QN=2R，PN=3R，粒子重力不计。
（1）求加速电场中的电压U的大小；
（2）若粒子最终能打在QN上，求磁感应强度B的取值范围。
14．真空中水平放置的金属板AM、BN中间开有小孔，小孔的连线沿竖直方向，一质量为m.电荷量为q的带正电粒子P（初速度不计.重力不计）在AM、BN间被加速后，进入BN与CD间的水平向右的偏转电场，恰能从D点射出（C、D为偏转电场下边界上的两点），已知金属板AM、BN间电势差为，BN板到CD的距离为L，OD长度为。在CD下方有如图1所示的范围足够大的匀强磁场，磁场上边界与CD重合，磁感应强度随时间变化的图像如图2所示，图2中的已知，但其变化周期T0未知，垂直纸面向里为磁场的正方向。
（1）求粒子进入偏转电场时的速度大小；
（2）求粒子刚进入磁场时的速度大小和方向；
（3）若粒子进入CD下方后，将BN于CD间的匀强电场换成磁感应强度为.垂直纸面向里的匀强磁场。已知粒子在图2中
时刻进入CD下方磁场，并在时刻的速度方向恰好水平，求粒子经多长时间能回到D点。
15．如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r，现从静止释放杆ab，测得其在下滑过程中的最大速度为。改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系如图乙所示，已知轨道间距为，重力加速度g取，轨道足够长且电路不计。
（1）当时，求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向；
（2）求杆ab的质量m和阻值r；
（3）当时，从开始运动到速度恰好最大时ab杆向下运动了，求电阻箱上产生的热量？
16．如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，其上部是一根粗细均匀截面积为S的细管子，下部是一截面积为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，（实验中弹簧形变不超过弹性限度）；活塞上部充满密度为ρ的绝缘油。容器的左右两壁与一电路连接，被测磁场的磁感线垂直容器的外表面。闭合电键K后，竖直管中油柱的上表面的高度发生变化，以此来指示被测磁场的强弱。
(1)闭合电键K后，油柱的上表面如何移动？
(2)若电流表的示数为I，油柱上表面变化的高度为x，则磁感应强度B为多大？
(3)在磁感应强度B保持不变的情况下，要使油柱的上表面高度变化更明显，可采用什么措施？（请列举两条）
17．如图所示，足够长的U型金属框架放置在绝缘斜面上，斜面倾角30°，框架的宽度l＝1.0m、质量M=1.0kg。导体棒垂直放在框架上，且可以无摩擦的运动。设不同质量的导体棒放置时，框架与斜面间的最大静摩擦力均为。导体棒电阻R＝0.02Ω，其余电阻一切不计。边界相距的两个范围足够大的磁场Ⅰ、Ⅱ，方向相反且均垂直于金属框架，磁感应强度均为。导体棒从静止开始释放沿框架向下运动，当导体棒运动到即将离开Ⅰ区域时，框架与斜面间摩擦力第一次达到最大值；导体棒继续运动，当它刚刚进入Ⅱ区域时，框架与斜面间摩擦力第二次达到最大值。()。求：
（1）磁场Ⅰ、Ⅱ边界间的距离；
（2）欲使框架一直静止不动，导体棒的质量应该满足的条件；
（3）质量为1.6kg的导体棒在运动的全过程中，金属框架受到的最小摩擦力。
18．如图所示，水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处，导线框ab边长为l1，bd边长为l2，导线框的质量为m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面，磁场高度H>l2。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求：
（1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h；
（2）cd边刚离开磁场时，电势差Ucd
（3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；
（4）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量q。
19．如图有两根足够长且光滑的平行金属导轨相距L＝0.1m放置，倾斜角,.下端接有电阻R=0.2Ω与电键S，在导轨上半部分有边界与导轨垂直的匀强磁场，其中磁场Ⅰ宽度为d=2m，磁场Ⅱ紧接着磁场Ⅰ，两磁场方向均垂直于导轨平面，磁场Ⅱ的磁感应强度恒为B2=1T。磁场Ⅰ的磁感应强度B1在0至1s内随时间均匀增加，1s之后，为某一恒定值。t=0时，闭合s，同时在磁场Ⅱ中放置两根相同的质量均为0.1kg的导体棒，位置如图，电阻也为R，发现两导体棒均刚好处于静止状态。t=1s时，断开S，发现当a棒刚进入磁场Ⅰ时立即开始匀速运动，b棒刚要出磁场Ⅰ时沿斜面向下的加速度为。求：
(1)1s前磁场Ⅰ的磁感应强度B1的变化率；
(2) 1s之后，磁场Ⅰ的磁感应强度B1；
(3) b棒在整个过程中的发热量。
20．如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为的光滑绝缘斜面上，轨道间距，底部接入一阻值为的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度。一质量为的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数，ab连入导轨间的电阻，电路中其余电阻不计。现用一质量为的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）。不计空气阻力，，，取，求：
（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度；
（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热；
（3）若将重物下降h时的时刻记作，从此时刻起，磁感应强度发生变化，使金属杆中恰好不产生感应电流，则B与t应满足怎样的关系式？
参考答案
1．（1）；（2）a. v=；b. 1.0MeV和3.0MeV
【解析】
b.根据核反应前后的质量亏损，可计算出核反应所释放出的能量为△E=2mD mn MHe=2×2.0141u 1.0087u 3.0160u=0.0035u=3.3MeV；
根据核反应前后的总动量与总能量守恒可知：反应后的总动量为0，即pHe=pn，又因为p2=2Ekm，故；反应前后的总能量守恒，故总能量为EkHe+Ekn=3.3MeV+0.35MeV×2=4.0MeV；
所以氦核的动能为EkHe=×4.0MeV=1.0MeV；
所以氦核的动能为Ekn=4.0MeV EkHe=3.0MeV；
考点：向心力，牛顿第二定律，动量守恒与能量守恒。
【名师点晴】该题通过电子绕核运动的模型，根据经典力学模型计算出电子的等效电流来；然后再从能量的跃迁角度看光子的能量及氢原子核的反冲速度，这都需要用到动量守恒定律；最后通过能量守恒与动量守恒计算出核反应后氦核的动能与中子的动能。
2．（1）该热核反应方程411H→24He+210e；
（2）一次这样的热核反应过程中释放出24.86MeV的能量
【解析】
3．（1）
（2）
（3）
【解析】（1）时间t内太阳光照射到面积为S的圆形区域上的总能量
?解得??
照射到此圆形区域的光子数 ??
解得? ?
（2）因光子的动量
则到达地球表面半径为r的圆形区域的光子总动量 ??
因太阳光被完全反射，所以时间t内光子总动量的改变量?
设太阳光对此圆形区域表面的压力为F，依据动量定理?
太阳光在圆形区域表面产生的光压 ??
解得 ?? ??
（3）在太阳帆表面产生的光压
对太阳帆产生的压力 ??
设飞船的加速度为a，依据牛顿第二定律 ??
解得? ?
【答案】（1）流过内阻的电流为4A；（2）电动机的输出功率为16W；（3）电源的效率为83%．
【解析】
考点：电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．
5．（1）1V 1Ω（2）10 V ；2Ω
【解析】
试题分析：（1）R3断开时 电表读数分别变为5v和2．5A 可知R1=2欧
R3断开前R1上电压U1=R1I=4V
U1= U2 + U3
所以 U2=1V
U2：U3 = R2：R3 =1:3
R2=1Ω
（2）R3断开前 总电流I1=3A
E = U1 + I1r
R3断开后 总电流I2=2．5A
E = U2 + I2r
联解方程E= 10 V r=2Ω
考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】
6．(1)；(2)；(3)q=0.02C；
(2)线框产生感应电动势的最大值
感应电动势的有效值
通过电阻R的电流的有效值
线框转动一周所需的时间
此过程中，电阻R产生的热量
(3) ～时间内，线圈从图示位置转过600
平均感应电动势，平均感应电流
通过电阻R的电荷量
从图示位置开始转动，产生的交流电瞬时值表达式为：
时刻，线圈运动的时间
代入上式得
又，所以
7．（1）1100V （2）5:1 （3）20A
【解析】试题分析： （1）根据Em＝NBSω＝1100V
得输出电压的有效值为
（2）根据得==
（3）根据P入＝P出＝2．2×104W
再根据P入＝U1I1，解得I1＝20A
考点：变压器；电功率
【名师点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值。
8．（1）5 424W（2）250V（3）97%（4）发电机输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率损失减少到原来的.
所以
又因为U1I1=U2I2，
所以；
(3)；
(4) 电灯减少一半时，n′P灯=2 640 W，
所以P出′=n′P灯+I22R=（2 640+32×4） W=2 676 W
由计算可看出发电机的输出功率减少一半还要多.因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的。
9．（1）垂直于导轨平面向下；（2）（3）
由动量定理，有：
又：
整理的：最终电容器所带电荷量
点睛：本题难度较大，尤其是最后一个小题，给学生无从下手的感觉：动量定理的应用是关键。
10．(1) (2)见解析
④
由①②③④式得
⑤
（2）由题意，在t=0时刻前有
⑥
油滴从t=0到时刻t1的位移为
⑦
油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为
⑧
由题给条件有⑨
式中h是B、A两点之间的距离。
若B点在A点之上，依题意有
⑩
由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得
?
为使，应有
?
即当?
或?
另一解为负，不符合题意，已舍去。
【名师点睛】本题考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的规律。虽然基本知识、规律比较简单，但物体运动的过程比较多，在分析的时候，注意分段研究，对每一个过程，认真分析其受力情况及运动情况，应用相应的物理规律解决，还应注意各过程间的联系。
11．（1）3；（2）H/3；（3）
【解析】（1）设带电小球M、N抛出的初速度均为v0，则它们进入电场时的水平速度仍为v0；M、N在电场中的运动时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2；由运动公式可得：
v0–at=0①
②
③
联立①②③解得： ④
（2）设A点距离电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，则；
⑤
⑥
【名师点睛】此题是带电小球在电场及重力场的复合场中的运动问题；关键是分析小球的受力情况，分析小球在水平及竖直方向的运动性质，搞清物理过程；灵活选取物理规律列方程。
12．
【解析】(1) 带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有
进入匀强磁场后做匀速圆周运动有
要求粒子在磁场中恰好不从上边界射出，则取：r=h
解得
(2) 带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有：
进入匀强磁场后做匀速圆周运动， 得r2=2h
则粒子从O点进入后运动了圆心角为θ即离开磁场．由几何关系可得：
，即 θ=30°
【解析】（1）粒子的运动轨迹图如图所示
粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
粒子在加速电场中加速，由动能定理得
点睛：带电粒子在幅向电场中做匀速圆周运动时，是电场力提供了向心力，进入磁场后要注意边界的临界问题，确定圆心，利用几何关系找到半径求解。
14．（1）
（2）；速度与竖直方向的夹角30°
（3） 。
【解析】由题意得粒子运动的轨迹图如图所示：
（1）设粒子进入偏转电场瞬间的速度为，由动能定理：
（3）粒子在磁场中做圆周运动周期为：
粒子从k进入磁场沿逆时针方向运动，由“在 时刻的速度方向恰好水平”知，轨迹对应的圆心角为，此过程对应的运动时间为 ，到达了e点：
接着磁场反向，在 内粒子沿顺时针方向运动半周到达f点；
此时磁场再反向，粒子在 内沿逆时针方向运动到g点；
接着在 内运动到h点；
再接着在 内运动到i点；
最后经 回到D点。
则该粒子从射入磁场到回到D点时间为：
即：
考虑周期性可知总时间为： 。
综上所述本题答案是：
（1）
（2）；速度与竖直方向的夹角30°
（3）
点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动分析，要学会把运动拆分成单个的运动，再结合相应的知识去求解，会让问题变得简单，同时要注意在磁场中运动的周期性。
15．（1） ；电流方向为
（2）， ；
（3）
解得： ，
（3）由图可知，当时， ，全过程动能定理可知：
，
得：
综上所述本题答案是：
（1） ；电流方向为
（2）， ；
（3）
点睛：本题考查了导体棒切割磁感线产生感应电动势，要正确理解法拉第电磁感应定律，并运用能量守恒解决回路中焦耳热的问题。
16．(1)向下移动 (2) (3)增大电流I（滑动变阻器向上滑动），增大L，减小k、ρ、S均可以使x变化更明显
联立①②③④解得： ⑤ ；
(3) 通过⑤式可以看出：增大电流I或减小液体的密度ρ，减小弹簧的劲度系数k，减小细管的面积等都可以实现。
17．（1）3.5m；（2）；（3）3N
【解析】
解得，a=5m/s2 则有
（2）导体棒离开Ⅰ之前，速度至少要达到υ1=1m/s．设此时导体棒在磁场Ⅰ中已经达到最大速度做匀速运动， 由平衡条件得：m1gsin30°=FA1max，求得m1=0.4kg 欲使金属框架不动，导体棒刚进入Ⅱ后电流不再增大，做匀速运动．由平衡条件得：m2gsin30°=FA2max，求得m2=2.4kg 即导体棒的质量应为：0.4kg＜m＜2.4kg （3）导体棒在磁场Ⅰ中运动时，由牛顿第二定律得：mgsin30°-FA1=ma 其中， 导体棒做加速度减小的加速运动，最大速度为1m/s．安培力在逐渐增大，最小值是0，最大值为2N． 此过程中对金属棒，由平衡条件得f=Mgsin30°+FA1′ FA1′=FA1 可知金属框与斜面的摩擦力范围为：5N～7N． 导体棒在无场区时，金属框与斜面的摩擦力恒为5N． 导体棒在磁场Ⅱ中运动时，由牛顿第二定律得：FA2-mgsin30°=ma 又 导体棒做加速度减小的减速运动，最大速度为6m/s．当a=0时，速度最小，以后做匀速运动，此时速度为4m/s．安培力在逐渐减小，最小值是8N，最大值为12N． 此过程中对金属棒，由平衡条件得：f′=FA2-Mgsin30°，FA2′=FA2 可知金属框与斜面的摩擦力范围为：3N～7N． 综上所述，金属框受到的最小摩擦力为3N．
18．（1）；（2）；
（3）；（4）。
【解析】
电势差Ucd=－=－；
（3）ab边刚进入磁场时至cd边出磁场时，线圈自由下落，故由v′2－vb2=2g（H－l2），
代入解之得vb2=v′2－2g（H－l2），则从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，由功关系得：mgl2－Q=，则；
（4）通过线框导线某一横截面的电荷量q=It==。
考点：电磁感应，功能关系，电荷量。
19．(1)1.0A(2)1T（3）
，
b棒在t0前，
a、b棒分别在磁场Ⅰ、Ⅱ中匀速，b棒发热量
b棒在磁场Ⅰ中变加速，b棒发热量
b棒在整个过程中的发热量
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
试题分析：（1）两物体匀速运动，则对M有
对ab：，而且，
联立可以得到：。
（2）M和ab系统损失机械能转化为摩擦生热和回路中的总的焦耳热
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、能量守恒定律、电磁感应中的能量转化
名师点睛：本题有两个关键：一是推导安培力与速度的关系；二是推导感应电荷量q的表达式，对于它们的结果要理解记牢，有助于分析和处理电磁感应的问题。
