广东省惠州市惠阳一中实验中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含解析

惠阳一中实验中学2018-2019学年高二下学期期中考试
物理试题
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.在物理学发展过程中，观测、实验，假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述不符合史实的是（ ）
A. 奥斯特实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（ ）
A. 与线圈L连接的灯泡L1将变亮
B. 与电容器C连接的灯泡L2将变亮
C. 与电阻R连接的灯泡L3将变暗
D. 三盏灯泡的亮度都不会改变
3.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是
A. a→G→b
B. 先a→G→b，后b→G→a
C. b→G→a
D. 先b→G→a，后a→G→b
4.把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是 （ ）
A. 枪和子弹组成的系统动量守恒
B. 枪和车组成的系统动量定恒
C. 子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒
D. 子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同
5.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图1所示.下列说法中正确的是 （ ）
A. 此交流电的频率为0.2Hz
B. 此交流电动势的有效值为1V
C. t=01s时，线圈平面与磁场方向平行
D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
6.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A. 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
B. 合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C. 断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
D. 断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
7.如图甲所示，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻Rt(阻值随温度的升高而减小)及定值电阻R1组成闭合电路．则以下判断正确的是( )
A. 变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝36sin 100πt V
B. Rt处温度升高时，Rt消耗的功率变大
C. Rt处温度升高时，变压器的输入功率变大
D. Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
8.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为(　　)
A. ， B. ， C. ， D. ，
9.某家用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，与过去用变压器调压的方法相比较更方便且体积小．某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，若用多用电表测灯泡的两端的电压，多用电表示数为
A. B.
C. D.
10.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
11.关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A. 穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大
B. 电路中某时刻磁通量为零，而该时刻感应电流可能最大
C. 电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大
D. 电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大
12.跳高运动员在跳高时总跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了
A. 减小运动员的动量变化 B. 减小运动员所受的冲量
C. 延长着地过程的作用时间 D. 减小着地时运动员所受的平均冲力
13.如图所示，足够长的“U”形金属框固定在水平面上，金属杆ab可以在框架上无摩擦地滑动，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，若从某一时刻起磁感应强度均匀减小，在此过程中ab杆中的感应电流方向及所受的安培力方向分别是( )
A. 感应电流方向由 b →a
B. 感应电流方向由a→b
C. 安培力的方向水平向右
D. 安培力方向水平向左
14.如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为m，停放在光滑水平面上．有一质量也为m、速度为v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升h后，又下降而离开小车，则当小球回到小车右端时(　　)
A. 小球以后将向右做平抛运动
B. 小球将做自由落体运动
C. 小球在弧形槽内上升的最大高度为
D. 此过程小球对小车做的功为
三、非选择题
15.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的，如图甲所示，电源的电动势E=9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rx保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2 mA：当电流表的示数I2=3.6 mA 时，热敏电阻的温度是____________
16.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。
(1)请为这位同学完成电路连接________;
(2)他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，电键闭合后，他还进行了下列操作：将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱E移动，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。
17.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以rad/s的角速度匀速转动，线圈外部和20 Ω的电阻R相连接．求：
(1)S断开时，电压表示数；
(2)开关S合上时，电压表和电流表示数；
(3)电阻R上所消耗的电功率是多少？
18.在光滑的水平面上放着ABC三个物体，ABC的质量分别为3m、m、2m。现在让A物块以初速度v0向B物体运动，AB相碰后不再分开，共同向C运动；它们与C相碰后也不再分开，ABC共同向右运动；求：
(1)ABC共同向右运动的速度大小；
(2)AB与C碰撞过程中,B对C物块的冲量大小。
(3)AB碰撞过程中的动能损失；
19.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T．在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑．cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少．
答案与解析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.在物理学发展过程中，观测、实验，假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列叙述不符合史实的是（ ）
A. 奥斯特实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【答案】C
【解析】
【详解】奥斯特实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系，选项A正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，选项B正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，选项C错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D正确；此题选择不符合事实的，故选C.
2.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（ ）
A. 与线圈L连接的灯泡L1将变亮
B. 与电容器C连接的灯泡L2将变亮
C. 与电阻R连接的灯泡L3将变暗
D. 三盏灯泡的亮度都不会改变
【答案】B
【解析】
【详解】因接入交流电后，三盏灯亮度相同，又因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，故当交流电频率增大时，电感线圈L的阻碍作用增大，电容对交流电的阻碍作用变小，电阻R的阻碍作用不变，故与L相连的灯泡L1将变暗，与电容C连接的灯泡L2变亮，与R相连接的灯泡L3亮度不变，故B项正确，ACD错误。
3.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是
A. a→G→b
B. 先a→G→b，后b→G→a
C. b→G→a
D. 先b→G→a，后a→G→b
【答案】D
【解析】
磁铁向下插入线圈，穿过线圈磁场方向向下，磁通量增加，根据楞次定律可知，回路中产生逆时针方向的电流，通过检流计的电流方向b→G→a．
磁铁向下串出线圈，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量减小，根据楞次定律可知，回路中产生顺时针方向的电流，通过检流计的电流方向a→G→b
4.把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是 （ ）
A. 枪和子弹组成的系统动量守恒
B. 枪和车组成的系统动量定恒
C. 子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒
D. 子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同
【答案】C
【解析】
试题分析：枪和子弹组成的系统，由于小车对枪有外力，枪和弹组成的系统外力之和不为零，所以动量不守恒，故A错误；枪和小车组成的系统，由于子弹对枪有作用力，导致枪和车组成的系统外力之和不为零，所以动量不守恒，故B错误；小车、枪和子弹组成的系统，在整个过程中所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相同，方向相反，故选项D错误；故选C．
考点：动量守恒的判断
【名师点睛】解决本题的关键掌握动量守恒的条件，当系统不受外力或所受的外力之和为零，系统动量守恒，知道系统内物体相互作用的力为内力．
5.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图1所示.下列说法中正确的是 （ ）
A. 此交流电的频率为0.2Hz
B. 此交流电动势的有效值为1V
C. t=01s时，线圈平面与磁场方向平行
D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
【答案】D
【解析】
峰值为1V，周期为0.2s，频率为1/T=5Hz，A错；有效值为，B错；在t=0.1s时，感应电动势为零，磁通量最大，为中性面位置，C错；由Em=NBSw可知最大磁通量BS=Em/Nw=Wb,D对；
6.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A. 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
B. 合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C. 断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
D. 断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误B正确；断开开关K切断电路时，通过A2的用来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，线圈相当于电源，左端相当于正极，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，但通过A2的灯的电流方向与原来的方向相反， CD错误．
【点睛】在分析此类型题目时，一定要注意线圈的特点，如果是理想线圈，则阻抗很大，类似与断路，阻抗消失后，电阻为零，类似一条导线，另外需要注意在开关闭合时，线圈和谁串联，则影响谁，在开关断开时，线圈和谁能组成闭合回路，则影响谁．
7.如图甲所示，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻Rt(阻值随温度的升高而减小)及定值电阻R1组成闭合电路．则以下判断正确的是( )
A. 变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝36sin 100πt V
B. Rt处温度升高时，Rt消耗的功率变大
C. Rt处温度升高时，变压器的输入功率变大
D. Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
【答案】C
【解析】
【详解】原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压36V，周期0.02s，故角速度是ω=100π，u=36sin100πt（V），故A错误； Rt处温度升高时阻值减小，副线圈中电流增大，R1分担的电压增大，Rt分担的电压减小，消耗的功率不可判断，故B错误；Rt处温度升高时副线圈中电流增大，而副线圈的电压不变，变压器的输出功率变大，变压器的输入功率变大，故C正确；由B知Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数减小，故D错误。
8.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为(　　)
A. ， B. ， C. ， D. ，
【答案】D
【解析】
试题分析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为KU，输送功率P=KUI，所以；当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，输电电压为nKU，输送功率P=nKUI′，所以；,故选C．
考点：远距离输电
【名师点睛】对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，注意理想变压器不改变功率．基础题。
9.某家用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，与过去用变压器调压的方法相比较更方便且体积小．某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，若用多用电表测灯泡的两端的电压，多用电表示数为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
多用电表测得的电压值为有效值,根据电流的热效应Q=T,得U有=Um,C正确.
10.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是
A.
B.
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
由法拉第电磁感应定律可分析电路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象．
【详解】由，由图乙知，B的变化率不变，即保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流I不变；根据楞次定律判断得知ab中感应电流沿b→a，为负值。故AB错误。由安培力F=BIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，根据楞次定律判断可知ab中感应电流从b到a，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为 ，同理，B为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为，故C错误，D正确；故选D。
【点睛】对于图象问题，关键要熟练运用法拉第电磁感应定律、安培力、左手定则等规律，得到物理量的表达式，再研究图象的意义．可定性判断与定量、排除法和直判法相结合的方法进行解答．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
11.关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A. 穿过电路的磁通量越大，感应电动势就越大
B. 电路中某时刻磁通量为零，而该时刻感应电流可能最大
C. 电路中磁通量改变越快，感应电动势就越大
D. 电路中磁通量的改变量越大，感应电动势就越大
【答案】BC
【解析】
【详解】穿过电路的磁通量越大，磁通量的变化率不一定越大，则感应电动势不一定越大，选项A错误；电路中某时刻磁通量为零，而磁通量的变化率可能很大，该时刻感应电流可能最大，选项B正确；电路中磁通量改变越快，磁通量的变化率越大，则感应电动势就越大，选项C正确；电路中磁通量的改变量越大，但是磁通量的变化率不一定越大，感应电动势不一定越大，选项D错误.
12.跳高运动员在跳高时总跳到沙坑里或跳到海绵上，这样做是为了
A. 减小运动员的动量变化 B. 减小运动员所受的冲量
C. 延长着地过程的作用时间 D. 减小着地时运动员所受的平均冲力
【答案】CD
【解析】
跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t，由可知，延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F，AB错误，CD正确；
故选CD。
13.如图所示，足够长的“U”形金属框固定在水平面上，金属杆ab可以在框架上无摩擦地滑动，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，若从某一时刻起磁感应强度均匀减小，在此过程中ab杆中的感应电流方向及所受的安培力方向分别是( )
A. 感应电流方向由 b →a
B. 感应电流方向由a→b
C. 安培力的方向水平向右
D. 安培力方向水平向左
【答案】AC
【解析】
【详解】当磁感应强度B均匀减小时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为从b到a。故A正确，B错误。由左手定则判断可知，金属杆所受安培力水平向右。故C正确，D错误。
14.如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为m，停放在光滑水平面上．有一质量也为m、速度为v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升h后，又下降而离开小车，则当小球回到小车右端时(　　)
A. 小球以后将向右做平抛运动
B. 小球将做自由落体运动
C. 小球在弧形槽内上升的最大高度为
D. 此过程小球对小车做的功为
【答案】BD
【解析】
【详解】小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv=mv球+Mv车，由机械能守恒定律得：，解得：，，因m=M，小球回到小车右端时，球的速度：v球=0，v车=v，则小球做自由落体运动，此过程小球对小车做的功为，故A错误，BD正确；小球在弧形槽上上升到最大高度时，小车与小球的速度相等，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv=2mv′，由机械能守恒定律得：，解得： ，选项C错误；
三、非选择题
15.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的，如图甲所示，电源的电动势E=9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rx保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2 mA：当电流表的示数I2=3.6 mA 时，热敏电阻的温度是____________
【答案】120℃
【解析】
【详解】已知：电源电压E=9.0V，I1=2mA=0.002A，I2=3.6mA=0.0036A；由图象知，20℃时热敏电阻的阻值R=4000Ω，由串联电路特点及欧姆定律得：E=I1（R+Rg），
即9.0V=0.002A×（4000Ω+Rg），
解得Rg=500Ω．当电流I2=0.0036A时，由串联电路特点及欧姆定律得：E=I2（R′+Rg）
即：9.0V=0.0036A×（R′+500Ω），
解得：R′=2000Ω；由图象知，此时热敏电阻的温度t=120℃．
16.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。
(1)请为这位同学完成电路连接________;
(2)他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，电键闭合后，他还进行了下列操作：将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱E移动，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。
【答案】 (1). (2). 左偏
【解析】
【详解】（1）电路连接如图：
（2）闭合电键的瞬间，穿过副线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转；电键闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱E移动，通过原线圈的电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转．
17.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 Ω，在磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以rad/s的角速度匀速转动，线圈外部和20 Ω的电阻R相连接．求：
(1)S断开时，电压表示数；
(2)开关S合上时，电压表和电流表示数；
(3)电阻R上所消耗的电功率是多少？
【答案】(1) E＝50 V (2) U＝40 V ,I＝2 A (3) P＝80 W
【解析】
【详解】(1)感应电动势的最大值
Em＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×50 V＝50 V
S断开时，电压表示数为电源电动势的有效值E＝ ＝50 V.
(2)当开关S合上时，由闭合电路欧姆定律得

U＝IR＝2×20 V＝40 V
(3)电阻R上所消耗的电功率P＝UI＝40×2 W＝80 W.
18.在光滑的水平面上放着ABC三个物体，ABC的质量分别为3m、m、2m。现在让A物块以初速度v0向B物体运动，AB相碰后不再分开，共同向C运动；它们与C相碰后也不再分开，ABC共同向右运动；求：
(1)ABC共同向右运动的速度大小；
(2)AB与C碰撞过程中,B对C物块的冲量大小。
(3)AB碰撞过程中的动能损失；
【答案】（1）v0/2；（2）mv0（3）
【解析】
（1）以ABC为分析对象，全过程动量守恒
3mv0=(m+2m+3m)v

（2）对C运用动量定理 I=2mv
I=mv0
AB相互作用，3mv0=(3m+m)v1
v1=v0


19.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T．在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑．cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2，问：
（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少．
【答案】（1）由a流向b （2）5m/s (3)1.3J
【解析】
（1）由右手定则可知，电流由a流向b；（2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得：Fmax=m1gsinθ，ab刚好要上滑时，感应电动势：E=BLv，电路电流： ab受到的安培力：F安=BIL，此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得：F安=m1gsinθ+Fmax，代入数据解得：v=5m/s；（3）cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得：m2gxsinθ=Q总+m2v2，ab上产生的热量：
解得：Q=1.3J；
点睛：本题是复杂的电磁感应现象，是电磁感应与力学知识的综合，分析导体棒的运动情况，要抓住甲匀加速运动的过程中，外力与安培力大小相等．分别从力和能量两个角度进行研究．