1、北京市19中高二年级第二学期期中练习（选修3-2、3-4)物 理（I卷）一、单项选择题1. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（ ）A. 有机械振动必有机械波B. 声音在空气中传播时是横波C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上【答案】C【解析】试题分析：有机械振动并不一定有机械波，如单个物体的振动，故选项A错误；声音在空气中传播时是纵波，选项B错误；在机械波的传播中质点并不随波迁移，而是上下振动，选项C正确；质点的振动方向与波的传播方向总是垂直的，选项D错误。考点：机械振动和机械波。2. 一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点
2、此后一段时间内的振动图象下列说法正确的是（ ）A. 若波沿轴正方向传播，则图乙表示的是质点的振动图象B. 若波沿轴负方向传播，则图乙表示的是质点的振动图象C. 若图乙表示的是质点的振动图象，则波沿轴正方向传播D. 若图乙表示的是质点的振动图象，则波沿轴负方向传播【答案】C考点：波的传播与质点的振动关系。3. 分析下列物理现象：（）夏大里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝：（）“闻其声而不见其人”；（）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音：（）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高这些物理现象分别属于波的（ ）A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒
3、效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应【答案】A【解析】试题分析：（1）夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射；（2）“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；（3）围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区这是声音的干涉；（4）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；故选A考点：机械波的反射、衍射、干涉、多普勒效应【名师点睛】解答此题要知道：衍射是绕过阻碍物继续传播，而
4、干涉是两种频率相同的相互叠加出现明暗相间的现象，对于多普勒效应现象频率是在发生变化。4. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动振子的位移随时间的变化图象如图乙所示下列判断正确的是（ ） A. 时振子的加速度为零 B. 时振子的速度最大C. 和时振子的加速度相同 D. 和时振子的速度相同【答案】B【解析】A时振子处于振幅最大处，加速度最大，故A错误；B时振子处于平衡位置，速度最大，加速度为零，故B正确；C和时加速度大小相同，方向不同，故C错误；D和时速度大小相同，方向相反，故D错误；故选B。【点睛】振子处于振幅最大处，加速度最大，振子处于平衡位置，速度最大，加速度为零。5.
5、 如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动，形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示圆盘匀速转动时，小球做受迫振动小球振动稳定时下列说法正确的是（ ）A. 小球振动的固有频率是B. 小球做受迫振动时周期一定是C. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著增大D. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著减小【答案】C【解析】由图读出：小球振动的固有周期，则其固有频率为，A错误；小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期，B错误；圆盘转动周期在附近时，驱动力周期等于
6、振动系统的固有周期，小球产生共振现象，振幅显著增大，C正确D错误6. 如图所示，两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的速度大小均为，两波源的振幅均为图示为时刻两列波的图象（传播方向如图所示），该时刻平衡位置位于和和、两质点刚开始振动，质点的平衡位置处于处关于各质点运动情况的判断正确的是（ ）A. 时刻质点、均沿轴正方向运动B. 时刻，质点的位移为C. 时刻，质点的位移为D. 时刻，质点、都运动到【答案】B【解析】A由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，则质点、的起振方向均沿轴负方向运动，故A错误；BC由图知波长
7、，由得，该波的周期为，两质点传到的时间为，当时刻，两列波的波谷都恰好传到质点，所以位移为；故B正确，C错误；D简谐波传播的过程中质点不向前迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点、都不会运动到点，故D错误；故选B。7. 如图甲所示，匝的线圈两端、与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化下列说法正确的是（ ）A. 线圈中产生的感生电场沿顺时针方向 B. 电压表的正接线柱接线圈的端C. 线圈中磁通敏的变化率为 D. 电压表的读数为【答案】D【解析】A线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电
8、场沿逆时针方向故A错误；B由楞次定律可得：感应电流的方向，为逆时针，则端比端的电势高，所以电压表“”接线柱接M端，故B错误；C线圈中磁通量的变化率，故C错误；D根据法拉第电磁感应定律，所以电压表的读数为，故D正确；故选D。【点睛】由图求出磁通量的变化率根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，得到电压表的读数根据楞次定律判断电动势的方向，确定电压表的接线柱接法。8. 矩形金属线圈位于如图所示的通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，线圈的两条边与导线平行下列说法正确的是（ ）A. 在这个平面内线圈远离导线移动时穿过线圈的磁通量减小B. 在这个平面内线圈平行导线移动时穿过线圈的磁通量减小C
9、. 当导线中的电流增大时线圈产生沿方向的感应电流D. 当导线中的电流减小时线圈产生沿方向的感应电流【答案】A【解析】A当线圈向右移动，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁场减小，即穿过线圈的磁通量减小，故A正确；B如果线圈平行导线向左运动，穿过线圈的磁通量增大，故B错误；C当导线中的电流有逐渐增大时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，电流方向为方向，故C错误；D当导线中的电流减小时，磁通量减小，由楞次定律可知线圈产生沿方向的感应电流，故D错误；故选A。【点睛】当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流根据楞次定律判断感应电流的方向。9. 在如图所示的电路中，、是三盏相同的灯泡当、两端接交流
10、时，三盏灯的发光情况相同若将、两端接直流时，稳定后观察到的现象是（ ）A. 三盏灯的亮度相同 B. 不亮，、的亮度相同C. 不亮，比亮 D. 不亮，比亮【答案】C【解析】三个支路电压相同，当通交流电时，电感的感抗与电容的容抗都会对交流电有影响，而电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，当通入直流时，对于电阻没有影响，亮度不变；而对电容器来说，不能通过直流，所以灯不亮；对于线圈来说，阻碍减小，导致变得更亮，C正确10. 如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零，和是两个相同的小灯泡下列对实验现象的预测合理的是（ ）A. 开关由断开变为闭合时，灯先亮灯后亮B. 开关由断开变为闭合时，、两灯
11、同时亮C. 开关由闭合变为断开时，、两灯同时立即熄灭D. 开关由闭合变为断开时，、两灯都会延迟一会儿熄灭【答案】B【解析】AB刚闭合时，电源的电压同时加到两灯上，、，同时亮，随着中电流增大，分流作用增大，由于细圈直流电阻可忽略不计，逐渐被短路，直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，灯更亮，故A错误，B正确；CD灯泡与线圈构成闭合回路，所以稳定后再断开开关后，灯泡变亮再逐渐熄灭，灯泡立即熄灭，故CD错误；故选B。【点睛】对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可用楞次定律分析发生的现象。11. 在光滑水平面上，一质量为、边长为的正方形导线框，在水平向右的恒力的作用下穿过某匀强磁场，
12、该磁场的方向竖直向下，宽度为，俯视图如图所示已知边进入磁场时的速度为，边离开磁场时的速度仍为下列说法正确的是（ ）A. 线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同B. 线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反C. 线框穿过磁场的过程中一直做匀速直线运动D. 线框穿过磁场过程中恒力F做的功等于线框产生的焦耳热【答案】D【解析】A线框进入磁场时，边切割磁感线，由右手定则可知感应电流为逆时针方向，线框出磁场时，边切割磁感线，感应电流为顺时针方向，故进入和穿出磁场时感应电流方向相反，故A错误；B由左手定则知，进入和穿出磁场时，线框受到的安培力都为向左，故进入和穿出磁场时线框受到的安培力方向相同故B错误
13、； D线框进入和穿出磁场时，应用动能定程 ，为线框克服安培力做功，安培力做功转化为线框的焦耳热，故D正确；故选D。12. 图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为，内阻为，自感线圈的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡的阻值，在时刻闭合开关，经过一段时间后，在时刻断开开关在图所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】试题分析：闭合开关的瞬间，电感的电阻很大，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，电感的电阻减小，电感与灯泡并联的两端电压减小，故灯泡中的电流变小，选项AD
14、均错误；当时间再延长，灯泡的电流稳定在某一值上；当断开开关时，电感产生自感电动势，电感中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，故灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，故选项B正确，C错误。考点：自感电动势。【名师点晴】对于电感线圈，它通直流，阻交流，当电路中的电流发生变化时产生一定的阻杭，阻碍电流的这种变化；当刚接通电路时，电感线圈会产生电动势阻碍这种电流增大，当断开时，电感线圈又会产生电动势阻碍这种电流的减小。13. 如图甲所示，带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导
15、线，分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板、连接圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示（规定磁场方向垂直于纸面向里为正方向）图中可能正确表示、两极板间电场强度（规定电场方向由板指向板为正方向）随时间变化情况的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：在0至T/4时，磁感应强度B减小，故圆环中产生的磁场向里，圆环中的感应电流沿顺时针，故极板P带正电，电场方向由P指向Q，即电场方向是正方向，故选项BC错误；又因为这段时间内磁场的变化是均匀的，故产生的感应电动势大小不变，所以PQ两极板间的电压不变，电场强度不变，所以选项A错误，故选项D正确。考点：电磁感应。【名师
16、点晴】题中只分析了0至T/4时的情况，而T/4至T/2时原磁场的方向向外，且逐渐增大，故圆环中的感应电流的磁场方向向里，与0至T/4时的感应电流的磁场方向相同，所以在0至T/2的时间内，电场强度的大小及方向都是不变的。14. 如图所示，一根空心铝管竖直放置，把一枚小圆柱的永磁体从铝管上端由静止释放，经过一段时间后，永磁体穿出铝管下端口假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动，不与铝管内壁接触，且无翻转忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）A. 若仅增强永磁体的磁性，则其穿出铝管时的速度变小B. 若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的时间缩短C. 若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的过
17、程中产生的焦耳热减少D. 在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量等于重力势能的减少量【答案】A【解析】试题分析：若仅增强永磁体的磁性，则铝管中产生的感应电流变大，磁体受到的向上的安培力变大，加速度减小，故则其穿出铝管时的速度变小，选项A正确；由于当增强永磁体的磁性后，磁体在铝管中的平均速度减小，故其穿过铝管的时间变长，选项B错误；由能量守恒关系可知，穿过铝管的过程中产生的焦耳热等于磁体的机械能的减小量，即，因为v减小，故Q增大，选项C错误；由以上分析可知，在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量小于重力势能的减少量，选项D错误；故选A.考点：电磁感应；能量守恒定律；楞次定律.15. 某校科技
18、小组的同学设计了一个传送带测速仪，测速原理如图所示在传送带一端的下方固定有间距为、长度为的平行金属电极电极间充满磁感应强度为、方向垂直传送带平面（纸面）向里、有理想边界的匀强磁场，且电极之间接有理想电压表和电阻，传送带背面固定有若干根间距为的平行细金属条，其电阻均为，传送带运行过程中始终仅有一根金属条处于磁场中，且金属条与电极接触良好当传送带以一定的速度匀速运动时，电压表的示数为则下列说法中正确的是（ ）A. 传送带匀速运动的速率为B. 电阻产生焦耳热的功率为C. 金属条经过磁场区域受到的安培力大小为D. 每根金属条经过磁场区域的全过程中克服安培力做功为【答案】D【解析】A设电动势为，像胶带运
19、动速率为，由，得，故A错误；B设电功率为，则，故B错误；C设电流强度为，安培力为，克服安培力做的功为电流，安培力，故C错误；D安培力做功得：，故D正确；故选D。【点睛】根据法拉第电磁感应定律公式求传送带匀速运动的速率；根据电功率公式求电阻产生焦耳热的功率；根据安培力公式求金属条经过磁场区域受到的安培力大小。二、不定项选择题 16. 如图所示，理想变压器原线圈两端的输入电压为，副线圈两端接有两只标有“，”字样的灯泡，当开关和都闭合时，两灯泡均正常发光下列说法中正确的是（ ）A. 该变压器原、副线圈的匝数之比应为B. 该变压器原、副线圈的匝数之比应为C. 将开关断开，则通过该变压器原线圈的电流将变
20、小D. 将开关断开，则该变压器原线圈的输入功率将变小【答案】ACD【解析】AB理想变压器原线圈输入电压为，两灯泡均正常发光，则副线圈输出电压为根据理想变压器电压与匝数成正比得：原副线圈的匝数比为：，故A正确，B错误；CD将开关断开，则副线圈电流减小，根据电流之比等于线圈的匝数倒数比可知，原线圈电流也减小，根据可知原线圈电压不变，电流减小，则变压器原线圈的输入功率将变小，故CD正确；故选ACD。【点睛】根据理想变压器电压与匝数成正比，电流之比等于线圈的匝数倒数比，变压器原线圈的输入功率等于输出功率。17. 沿轴正向传播的一列简谐横波在时刻的波形如图所示，为介质中的一个质点， 该波的传播速度为，则
21、时（ ）A. 质点对平衡位置的位移为正值B. 质点的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C. 质点的速度方向与加速度的方向相同D. 质点的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【答案】BD【解析】试题分析：图像可以判断为波动图象，即波长为4m，由于波速是2.5m/s，所以周期为1.6s。根据题意机械波向右传播，0.8s相当于0.5T，则机械波的波形与现在正好关于x对称。因此A错误。根据上述分析，t=0.8s时，P点在x轴下方，正在向下振动，所以B对。加速度跟回复力方向一致，向上，所以D答案正确。考点：机械波与机械振动点评：本题考查了机械波与机械振动之间的关系。通过机械波判断某个质点的振动，以及经过
22、一段时间之后机械波的波形。18. 电阻、与交流电源按照图甲方式连接，合上开关后，通过电阻的正弦交变电流随时间变化的情况如图乙所示则（ ）A. 通过的电流有效值是 B. 两端的电压有效值是C. 通过的电流最大值是 D. 两端的电压最大值是【答案】AB【解析】AB由图可知，电流的最大值，所以有效值，因为与串联，则，故AB正确；CD，故CD错误；故选AB。19. 如图所示为一台小型发电机示意图，磁场为水平方向当线圈转到如图所示的水平位置时，下列好的情人是（ ）A. 通过线圈的磁通量最大 B. 通过线圈的磁通量为零C. 线圈中产生的电动势最大 D. 线圈中产生的电动势为零【答案】BC【解析】试题分析：
23、此时的线圈位置为线圈平面与磁感线平等的位置，故通过线圈的磁通量为零，选项A错误，B正确；此时线圈的两个边与磁感线方向垂直，故切割磁感线的条数最多，所以线圈中产生的电动势最大，选项C正确，D错误。考点：磁通量，感应电动势。20. 将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件如图所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压已知图中的霍尔元件
24、是型半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子）图中的、是霍尔元件上的四个接线端当开关、闭合后，电流表和电表、都有明显示数，下列说法中正确的是（ ）A. 电表为毫伏表，电表为毫安表B. 接线端的电势高于接线端的电势C. 若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则毫伏表的示数将保持不变D. 若适当减小、增大，则毫伏表示数一定增大【答案】BC【解析】试题分析：由图可知，电表B串联在电源E2的电路中，故它是电流表，即毫安表，而电表C是并联在2、4两端的，它是测量霍尔电压的，故它是电压表即毫伏表，选项A错误；由于霍尔元件的载
25、流子是带正电的粒子，由磁场方向向下，电流方向由1到3，由左手定则可知，正电的粒子受到的洛伦兹力的方向指向极板以2，即接线端2的电势高于接线端4的电势，选项B正确；稳定时，粒子受到的洛伦兹力与电场力相平衡，即Bqv=Eq=，解得U=Bvd，当电流方向相反，但大小不变时，粒子的偏转方向与原来相反，但仍存在如上的平衡关系式，由于电流的大小不变，由电流的微观表达式I=neSv可知，其粒子的定向移动速度也不变，故霍尔电压的大小不变，即毫伏表的示数将保持不变，选项C正确；若减小R1，则会让B增大，若增大R2，会让电流I减小，粒子的定向移动速率v也变小，则不能确定霍尔电压的变化情况，故毫伏表的示数不一定增大
26、，选项D错误。考点：霍尔元件，洛伦兹力与电场力平衡，电流的微观表示。【思路点拨】该题是纸老虎，通过文字多、图复杂来吓唬人，其实他细分析，它就是一个霍尔元件的电路问题，带正电的粒子充当自由移动的粒子也与以前的题不同，故该题有一定的新意。三、实验题21. 为了探宄电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器（）请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整_（）正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针_偏转（选填“发生”或“不发生”）断开开关时灵敏电流计的指针_偏转（选填“发生”或“不发生”）【答案】 (1). （）如图： (2
27、). （）发生， (3). 发生【解析】试题分析：(1)原图中已经连接了一部分电路，外面的螺线管已经与电流表相连，故电流表的另一接线柱一定与外面的螺线管的另一接线柱相接，内部的螺线管与滑动变阻器相接；（2）当滑片移动时，电路中的电流发生变化，故原磁场发生变化，所以会在线圈中感应出电流来，电流表指针发生偏转，当断开开关时，电路中的电流也发生改变，故电流表的指针也会发生偏转。考点：电磁感应现象。22. 热敏电阻常用于温度控制和过热保护装置中右图为某种热敏电阻和热金属热电阻的阻值随温度变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_（选填“増强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温
28、度变化的响应更_（选填“敏感”或“不敏感”）【答案】 (1). 增强； (2). 敏感；【解析】图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小，所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强，相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感；23. 某同学利用单摆测定当地的重力加速度 实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表除此之外，还需要的器材有_A长度约为的细线 B长度约为的细线 C直径约为的钢球D直径约为的木球 E最小刻度为的直尺 F最小刻度为的直尺 该同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为_
29、该同学经测量得到组摆长和对应的周期，画出图线，然后在图线上选取、两个点，坐标如图丙所示则当地重力加速度的表达式_处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样_（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算该同学做完实验后，为使重力加速度的测量结果更加准确，他认为：A在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定B摆线偏离平衡位置的角度不能太大C测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时其中合理的有_【答案】 (1). ACD； (2). ； (3). ； (4). 不影响； (5). AB；【解析】由单摆周期公式可得，实验需要测量摆长，摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，所以需
30、要毫米刻度尺，实验需要测量周期，则需要秒表，摆线的长度大约左右，为减小空气阻力的影响，摆球需要密度较大的摆球，因此摆球应选C，故选用的器材为ACF；秒表表示读数：内圈读数：，外圈读数，总读数为：；由可得：，则图象的斜率等于，由数学知识得：，解得：；根据数学知识，在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样不影响重力加速度的计算；为使重力加速度的测量结果更加准确，在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定，防止振动过程中摆长变化，故A正确；摆线偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过10，故B正确；测量周期时应该从摆球运动到最低点时开始计时，这样会减小误差，故C错误；故选AB。四、计算题 24.
31、如图所示，是面积为 、匝的圆形金属线圈，其总电阻，线圈处在逐渐增大的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间的变化率，线圈与阻值的电阻连接，不计电压表对电路的影响求：（）感应电动势的大小；（）通过的电流大小；（）电压表的示数【答案】（）；（）；（）；【解析】【分析】根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势的大小，根据闭合电路欧姆定律可得通过的电流和电压表的示数；解：（）根据法拉第电磁感应定律可得：（）根据闭合电路欧姆定律可得：通过的电流（）电压表的示数即为电阻两端的电压，有：25. 如图所示，、为足够长的平行金属导轨间距，导轨平面与水平面间夹角，、间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面
32、向上，磁感应强度将一根质量的金属棒放在导轨的位置，金属棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至处时，其速度大小开始保持不变，位置与之间的距离已知，求：（）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（）金属棒达到处的速度大小；（）金属棒由位置运动到的过程中，电阻产生的热量【答案】（）；（）；（）；【解析】【分析】根据牛顿第二定律求加速度，根据平衡条件求金属棒速度大小，由能量守恒求电阻上产生的热量；解：（）设金属杆的加速度大小，则 解得（）设金属棒达到位置时速度大小为，电流为，金属棒受力平衡，有 解得：
33、（）设金属棒从运动到的过程中，电阻上产生的热量为，由能量守恒，有解得：26. 如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长、，其其匝数匝，总电阻，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、（集流环）焊接在一起，并通过电刷和的定值电阻相连接线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴匀速转动，角速度求：（）电阻R的电功率；（）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻的电荷量；（）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热；【答案】（）；（）；（）【解析】解：（）线圈中感应电动势的最大值，其中线圈中感应电流的最大值：电阻两端电
34、压的最大值（）设从线圈平面通过中性面时开始，经过周期的时间此过程中线圈中的平均感应电动势 通过电阻的电荷量：代入数据，解得：（）线圈中感应电流的有效值线圈转动一周的过程中，电流通过整个回路产生的焦耳热=27. 如图甲所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨、固定于水平面内，导轨间距，一端与阻值的电阻相连导轨间侧存在一个方向与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度沿方向均匀减小，可表示为一根质量、电阻的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直棒在外力作用下从处以初速度沿导轨向右运动已知运动过程中电阻上消耗的功率不变（）求金属棒在处时回路中的电流；（）求金属棒在处速度的大小；（）金属棒从运动到的过程中；a在图乙中画出金属棒所受安培力随变化的关系图线；b求外力所做的功【答案】（）；（）；（）a如图；b【解析】解：（）处的磁感应强度则金属棒在处的电动势 根据闭合电路欧姆定律，此时回路中的电流（）因为运动过程中电阻上消耗的功率不变，所以金属棒的电动势和回路中的电流都保持不变，与处相等，处的磁感应强度，设金属棒在处的速度为，则有 所以（）a金属棒在处所受的安培力金属棒在处所受的安培力金属棒从运动到的过程中，金属棒所受安培力随变化的示意图如图所示b在金属棒从运动到的过程中，设外力做的功为，安培力做的功为根据动能定理得在图中，图线与轴所围面积为，所做的功，可求得所以