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2014 年高考（上海卷）物理试题
一、单项选择题（共16分，每小题2分，每小题只有一个正确选项。）
1.下列电磁波中，波长最长的是
（A）无线电波 （B）红外线 （C）紫外线 （D）射线
[来源:Zxxk.Com]
【答案】A
【方法技巧】电磁波谱大家庭成员，按波长大小或频率的高低顺序记忆。
2. 核反应方程式9Be+4He12C+X 中的X表示
4 2 6 [学科网
（A）质子 （B）电子 （C）光子 （D）中子
【答案】D
【方法技巧】先根据质量数与电荷数守恒，得出X的电荷数、质量数，然后由电荷数判断是什么粒子。
3. 不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是
（A）原子中心有一个很小的原子核 （B）原子核是由质子和中子组成的
（C）原子质量几乎全部集中在原子核内 （D）原子的正电荷全部集中在原子核内
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【答案】B
【解析】
试题分析：卢瑟福原子核式结构模型的是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核
上，带负电的电子绕原子核高速旋转，质量几乎忽略不计，所以可以得出选项ACD， 对于原子核是由
[-学科网
质子和中子组成的结论是涉及原子核的结构，与核式结构无关，核式结构说的是原子结构，不是原子核结
构，选项B错。
第1页 | 共25页【学科网考点定位】原子核式结构模型
【方法技巧】本题意在考查核式结构的内容，对核式结构的理解。
4. 分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的
（A）引力增加，斥力减小 （B）引力增加，斥力增加
[学科网
（C）引力减小，斥力减小 （D）引力减小，斥力增加
【答案】C
【方法技巧】分子间的相互作用力，即引力、斥力都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，只是变
化的快慢不同。
5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是
（A）质子 （B）中子 （C）β粒子 （D）α粒子
【答案】B
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【方法技巧】理解链式反应，知道是中子引发重核的裂变。
6. 在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是
（A）光电效应是瞬时发生的 （B）所有金属都存在极限频率
（C）光电流随着入射光增强而变大 （D）入射光频率越大，光电子最大初动能越大
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【答案】C
【解析】
第2页 | 共25页【方法技巧】本题考查光的波粒二象性，光电效应是反应光的粒子性的，大量粒子反应波动性。
7. 质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是
【答案】B
【方法技巧】本题考查简谐振动，重点在由振动的x-t图像判断质点振动的方向，还有就是质点振动的频率
保持不变
8. 在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，她们的初速度大小均为v，不计空气阻力，
两球落地的时间差为
2v v 2h h
（A） （B） （C） （D）
[学科网
g g v v
【答案】A
【解析】
第3页 | 共25页【方法技巧】两小球均做匀变速运动，且加速度相同，要求运动的时间，考查匀变速运动的规律，重点在
于发现两球落地时的速度相同，即可根据速度公式求时间。
二、单项选择题（共24分，每小题3分。每小题只有一个正确选项。）
9.如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F
的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N。在运动过程中
（A）F增大，N减小 （B）F减小，N减小 （C）F增大，N增大 （D）F减小，N增大
【答案】A
【解析】
试题分析：受力分析如下图，设小球所在位置的半径与竖直方向夹角为a，沿半径和切线方向对受力进行
正交分解，小球缓慢运动，两个方向均受力平衡，所以半径方向N =Gcosa，切线方向F =Gsina，随
小球缓慢移动，a逐渐变大，N 变小，F 增大，选项A对。
【学科网考点定位】共点力的平衡
第4页 | 共25页【方法技巧】本题的重点在于由小球缓慢的运动，得到小球始终处于平衡状态，然后根据平衡条件求出F、N
的表达式，判断其变化。
10. 如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体
（A）压强增大，体积增大 （B）压强增大，体积减小
（C）压强减小，体积增大 （D）压强减小，体积减小
【答案】B
【方法技巧】本题意在考查理想气体状态方程，自由下落时，水银处于完全失重状态，对下表面没有压力，
据此列平衡方程。
11. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升
过程中，物体机械能随时间变化关系是
【答案】C
【解析】
试题分析：根据机械能守恒定律，只有系统内重力弹力做功，系统机械能保持不变，那么除系统内重力弹
力外其他力做功等于系统机械能的变化，本题目中其他力即竖直向上的恒力，所以恒力撤去前，DE = Fs，
第5页 | 共25页1
物体受到自身重力和竖直向上的恒力作用，竖直向上为匀加速直线运动，即s = at2， 所以
[学科网
2
1
DE = Fat2，机械能的增加量与时间平方成正比，对照选项AB错。撤去拉力后只有重力做功，机械能不
2
变，选项D错。所以正确选项为C。
【学科网考点定位】机械能守恒
【方法技巧】根据机械能守恒可知，机械能的变化对应除重力以外的力做的功，即DE = Fs，所以机械能
随时间变化关系，与位移随时间变化的关系相同。
12. 如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴OO′转
动，磁场方向与线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I的稳恒电流，并使线框与竖直平面成角，此时
bc边受到相对OO′轴的安培力力矩大小为
ISB ISB
（A）ISBsin （B）ISBcos （C） （D）
[学科网
sin cos
【答案】A
【方法技巧】本题重点在安培力方向的判断，然后根据几何关系求出力臂的大小，从而计算力矩。
13.如图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈。
在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿
（A）顺时针旋转31圈 （B）逆时针旋转31圈 （C）顺时针旋转1圈 （D）逆时针旋转1圈
第6页 | 共25页【答案】D
【方法技巧】本题先根据盘面转动的周期与闪光灯闪光的周期，求出白点刚好回到出发点而闪光灯刚好闪
1 1
光的时间，即 s和 s的最小公倍数，即t=1s。
30 31
14. 一系列横波沿水平放置的弹性绳向右传播，绳上两质点A、B的平衡位置相距3/4波长，B位于A右方。
t时刻A位于平衡位置上方且向上运动，再经过1/4周期，B位于平衡位置
（A）上方且向上运动 （B）上方且向下运动 （C）下方且向上运动 （D）上方且向下运动
【答案】D
【方法技巧】本题考查机械波，重点在于根据A、B的振动情况在波形图上找到质点A、B的位置，以此判
断质点的振动情况。
15. 将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，
保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在
（A）加热时变大，冷却时变小 （B）加热时变小，冷却时变大
（C）加热或冷却时都变小 （D）加热或冷却时都变大
【答案】C
第7页 | 共25页【方法技巧】本题意在考查电源的输出功率，重点在把电阻Ⅰ等效为电源的内阻，这样Ⅱ消耗的电功率即为
电源的输出功率，然后判断输出功率的变化。
16.如图所示，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等。用相同的水平恒力将穿
在轨道最低点的B静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A，所需时间分别为t 、t ；动能增量分别为DE 、
1 2 k1
DE 。假定球在经过轨道转折点前后速度的大小不变，且球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，则
k2
（A）DE ＞DE ；t ＞t （B）DE =DE ；t ＞t
k1 k2 1 2 k1 k2 1 2
（C）DE ＞DE ；t ＜t （D）DE =DE ；t ＜t
k1 k2 1 2 k1 k2 1 2
【答案】B
【解析】
试题分析：运动过程包括两个阶段，均为匀加速直线运动。第一个过程和第二个过程运动的位移相等，所
以恒力做功相等为Fs，高度相等重力做功相等为mgh，设斜面倾角为a，斜面长度为s，则摩擦力做功为
mmgcosa´s，而s´cosa即斜面对应的水平位移，两个过程 的水平位移相等，而mmg也相等，所以摩
擦力做功相等，整理可得合外力做功相等，根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，所以动能变化量
相等即DE =DE ，选项AC错。前一个过程加速度先小后大，后一个过程加速度先大后小，做速度时间
k1 k2
图像如下，既要末速度相同，又要位移相同，即末速度相同，与时间轴围成的面积相等，根据图像可判断
t >t ，对照选项B对。
1 2
第8页 | 共25页【学科网考点定位】动能定理 匀变速直线运动
[来源:学§科§网Z§X§X§K]
【方法技巧】小球沿两不同折线运动，前后的加速度不同，而要使得末速度相同，运动的位移也相同，可
根据v-t图像分析，图像与坐标轴所围面积相等，这样更加直观、简单。
三．多项选择题（共16分，每小题4分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的，得4分；选对但不全
的，得2分；有选错或不答的，得0分。）
17．如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则磁场
（A）逐渐增强，方向向外 （B）逐渐增强，方向向里
（C）逐渐减弱，方向向外 （D）逐渐减弱，方向向里
【答案】CD
【方法技巧】本题重点考查楞次定律，根据增反减同，回路面积增大，可知磁通量减小，磁场减弱。
18. 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V、V、V
1 2 3
示数变化量的绝对值分别为DV、DV、DV ，理想电流表A示数变化量的绝对值DI，则
1 2 3
第9页 | 共25页（A）A的示数增大 （B）V 的示数增大
2
（C）DV 与DI的比值大于r （D）DV 大于DV
3 1 2
【答案】ACD
【方法技巧】先分析电路的连接方式，依据闭合电路的欧姆定律知，路端电压随外电阻的增大而增大，分
析电路中电压、电流的变化情况。
19. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运
动，则点电荷
（A）在x 和x 处电势能相等
2 4
（B）由x 运动到x 的过程电势能增大
1 3
（C）由x 运动到x 的过程电场力先增大后减小
1 4
第10页 | 共25页（D）由x 运动到x 的过程电场力先减小后增大
1 4
【答案】BC
【方法技巧】由E-x图像得出电场的方向，根据F=Eq分析电场力的大小，移动电荷由电场力做功分析电势
能的变化。
20. 如图，水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。气缸内两活
塞之间保持真空，活塞与气缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积交道，A、B的初始温度相同。略抬高气缸左端
使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量Dp 、Dp
A B
均大于零，对活塞压力的变化量DF 、DF ，则
A B
（A）A体积增大 （B）A体积减小
（C） DF > DF （D） Dp <Dp
A B A B
【答案】AD
【解析】
试题分析：设气缸内其他对活塞的压力分别为F F ，初始则有F = F ，倾斜后，设活塞斜向下的重力分
A B A B
DF
力为G'，根据受力平衡，则有F '+G'= F '，所以DF <DF 选项C错。压强的变化量DP = A ，
A B A B A S
A
DF
DP = B ，根据DF <DF ，S >S ，判断DP <DP ，选项D对。根据理想气体状态方程即
B S A B A B A B
B
第11页 | 共25页PV (P +DP )V ' PV (P +DP )V ' PV PV
A A = A A A ， B B = B B B ，据此可得 A A = B B ，整理即得
T T +DT T T +DT (P +DP )V ' (P +DP )V '
A A A B B B
V V V V
A = B ，可得 A = B 根据DF <DF ，F = F ，可得
DP DP DF DF A B A B
(1+ A)V ' (1+ B)V ' (1+ A)V ' (1+ B)V '
P A P B F A F B
A B A B
V V
A < B ，根据两个部分体积一个增大另一个减小，判断A的体积增大，选项A对B错。
V ' V '
A B
【学科网考点定位】理想气体状态方程
【方法技巧】抓住问题的特点，两部分气体体积一个增大，另一部分减小，结合理想气体状态方程分析问
题。
四．填空题（共20分，每小题4分。） 本大题中第22题为分叉题。分A、B两类，考生可选任一类答题。
若两类题均做，一律按A类题计分。
21. 牛顿第一定律表明，力是物体 发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是 。
【答案】运动状态 惯性
【方法技巧】理解牛顿第一定律，掌握力与运动的关系，质点惯性的含义。
22A、22B选做一题
22A.动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比v :v =2:1，则
1 2
动量之比 p : p = ；两者碰后粘在一起运动，其总动量与A原来动量大小之比 p: p = 。
A B A
【答案】1:2 1:1
【解析】
第12页 | 共25页【方法技巧】动量与动能都是与物体的运动有关的物理量，二者之间必然存在联系。
22B、动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比R :R =1:2，它们的角速度之比w :w = ，
A B A B
质量之比m :m = 。
A B [学科网
【答案】2 2:1 1:2
【方法技巧】由万有引力提供向心力得出两卫星的角速度之比，结合动能相等求出质量之比。
23. 如图，两光滑斜面在 B 处链接，小球由 A 处静止释放，经过 B、C 两点时速度大小分别为 3m/s 和
4m/s，AB=BC。设球经过B点前后的速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比为 ，球由
A运动到C的过程中平均速率为 m/s。
[来源:学科网ZXXK]
【答案】9:7 2.1m/s
【解析】
第13页 | 共25页【方法技巧】抓住匀变速直线运动的规律，选择公式时，注意题目中给出的条件。
24. 如图，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点
与障碍物相距x。在障碍物以v =4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落。为使质点能穿过该孔，L的最
0
大值为 m；若L=0.6m，x的取值范围是 m。（取g=10m/s2）
[学科网
【答案】0.8m 0.8m£ x£1m
【方法技巧】本题的重点是抓住平抛运动的规律，找到几何关系，分析出能从小孔穿出的临界条件。
25. 如图，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中
3
AC=h。当B静止在与竖直方向夹角=30o方向时，A对B的静电力为B所受重力的 倍，则丝线BC
3
长度为 。若A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，改变丝线长度，使B仍能在=30o处平衡。
第14页 | 共25页以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到=0o处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上
拉力大小的变化情况是 。
3 2 3
【答案】BC = h或者BC = h；拉力先不变后变大
3 3
第15页 | 共25页【学科网考点定位】库仑力 动态平衡
【方法技巧】本题是一动态平衡问题，在动态过程中有两个力的大小和方向都发生了变化，这样的动态平
衡通常使用相似三角形方法，即力的三角形与几何三角形相似，对应边成比例。
五．实验题（共24分）
26. （4分）如图，在“观察光的衍射现象”试验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹
间距将 （选填：“增大”、“减小”或“不变”）；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只
是在 情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
【答案】减小 光的波长比障碍物小的多
【方法技巧】掌握发生明显衍射现象的条件，以及衍射条纹的宽度与入射光和缝宽的关系。
27. （5分）在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器
第16页 | 共25页活塞置于刻度为10ml处，然后将注射器链接压强传感器并开始实验，气体体积V每增加1ml测一次压强
p，最后得到p和V的乘积逐渐增大。
[学科网
（1）由此判断，该同学的实验结果可能为图 。
（2）（单选题）图线弯曲的可能原因是在实验过程中
（A）注射器中有异物
（B）连接软管中存在气体
（C）注射器内气体温度升高
（D）注射器内气体温度降低
【答案】（1）a（2）C
【方法技巧】利用理想气体状态方程，能分析气体压强与体积的关系图像的含义，即斜率的意义。
28. （7分）在“DIS测电源的电动势和内阻”的实验中
（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电建及若干导线连接成电路如图
（a）所示。图中未接导线的A端应接在 点（选填：“B”、“C”、“D”或“E”）。
第17页 | 共25页（2）实验得到
的U-I关系如图（b）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 V，内电阻阻值为 W。
（3）.为了测量定值电阻的阻值，应在图（a）中将“A”端重新连接到 点（选填：“B”、“C”、“D”
或“E”），所得到的U-I关系如图（b）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻阻值为 W。
[学科网
【答案】（1）C（2）2.8，2 （3）D，3
【方法技巧】抓住闭合电路的欧姆定律，得出路端电压与电流的关系式，利用图像的截距与斜率的含义求
解电动势和内阻。
29. （8分）某小组在做“用单摆测重力加速度”试验后，为进一步研究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。
2
I +mr
通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T =2p c ，式中I 为由该摆决定的常量，
mgr c
m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。如图（a），实验时在杆上不同位置打上多个小
孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不
第18页 | 共25页同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m=0.05kg。
[学科网
（1）由实验数据得出图（b）所示的拟合直线，图中纵轴表示 。
（2）I 的国际单位为 ，由拟合直线得到I 的值为 （保留到小数点后二位）；
c c
（3）若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值 （选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）
【答案】（1）T2r （2）kg·m2 0.17kg·m2 （3）不变
[来源:学*科*网Z*X*X*K]
【解析】
L +mr2 L +mr2
试题分析：（1）根据周期公式T =2p 0 ，整理可得T2 =4p2 0 ，观察图像发现为倾斜的
mgr mgr
L +mr2
直线，即纵轴的物理量与r2成一次函数关系，根据T2r =4p2 0 ，判断纵轴为T2r。（2）根据周期
mg
L +mr2 T2rmg
公式T =2p 0 ，整理可得L = -mr2代入各个物理量的单位，可判断L 的单位为kg·m2。
mgr 0 4p2 0
L +mr2 4p2L 4p2 1.95-1.25 0.7
根据T2r =4p2 0 可得图像的截距即 0 =1.25，根据图像斜率 = = ，代
mg mg g 0.19 0.19
0.7L 0.19m´1.25 4p2
入可得 0 =1.25，代入质量即可得L = 0.17kgm2。（3）根据图像斜率 计算重
0.19m 0 0.7 g
力加速度，所以大小与质量的测量无关，即质量测量值即使偏大，重力加速度的测量值也不会变化。
第19页 | 共25页【学科网考点定位】单摆测量重力加速度
【方法技巧】对图像问题，重点是得出图像的函数解析式，得出图像的斜率、截距以及面积表示的物理含
义。
六．计算题（共50分）
30. （10分）如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在
管中。当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强 p =76cmHg。
0
（1）为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？
（2）封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多
少？
【答案】（1）T =350k（2）10cm
2
（2）设此时封闭气体压强为P ，封闭气体的长度L'=20cm，根据理想气体状态方程可得
3
PLS PL'S
1 = 3 计算可得P =66cmHg
T T 3 [来源:学科网]
1 1
此时作用液面高度差Dh= P -P =10cm
0 3
第20页 | 共25页左端液面上升x = L-L'=2cm，右端上升x =h+x -Dh=8cm，所以开口端注入水银的长度为
1 2 1
x +x =10cm
1 2
【学科网考点定位】理想气体状态方程
【方法技巧】物体的平衡，结合理想气体状态方程。
31. （12分）如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球。
静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀
减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v。
（1）求箱子加速阶段的加速度大小a'。
（2）若a>g tan，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
av2
【答案】（1）a'= （2）左壁作用力为0，顶部作用力macot-mg
2as-v2
（2）光滑球不受车厢作用力时，只有自身重力和斜面支持力，水平方向加速度a= gtan
加速度所需要的合力由斜面弹力在水平方向的分力提供，若加速度a< gtan，则车厢左壁提供弹力满足
第21页 | 共25页【方法技巧】由物体的运动状态分析受力情况，合外力的方向与加速度的方向相同，结合正交分解求解物
体的受力。
32. （14分）如图，一对平行金属板水平放置，板间距为d，上极板始终接地。长度为d/2、质量均匀的绝
缘杆，上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻质小球，其电荷量为q。当
两板间电压为U 时，杆静止在与竖直方向00′夹角=300的位置；若两金属板在竖直平面内同时绕O、O′顺
1
时针旋转a=150至图中虚线位置时，为使杆仍在原位置静止，需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强
电场。求:
（1）绝缘杆所受的重力G；
（2）两板旋转后板间电压U 。
2
（3）在求前后两种情况中带电小球的电势能W 与W 时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置
1 2
第22页 | 共25页未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能；你若认
为该同学的结论错误，说明理由并求W 与W
1 2。
2qu 1+ 3 3 1
【答案】（1）G = 1 （2）u = u （3）w = qu ，w = qu
d 2 4 1 1 4 1 2 4 1
（3）结论错误。虽然小球位置没有变化，但是在极板旋转前后电场强度发生变化，电势发生变化，所以电
势能发生变化。
设小球所在位置电势为f
u
没有旋转时，电场强度E = 1 ，根据绝缘杆平衡判断电场力竖直向上，即电场线竖直向上，电势逐渐降低，
d
d 3
所以f-0= E´ cos，整理得f= u
2 4 1
3
电势能w =qf= qu
1 4 1
u d
金属板转动后，电场强度E = 2 ，电势差f-0= E´ cos45o
dcos15o 2
1
解得f= u
4 1
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电势能w =qf= qu
2 4 1
【学科网考点定位】电场力做功 电势能
【方法技巧】本题是一力矩平衡原理问题，当两极板发生转动后，极板间距离跟着发生改变，所以板间电
场强度发生改变，电势能发生改变。
33. （14分）如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5Ω，
MN与MP的夹角为135°，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体
棒搁在导轨上，并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强
磁场，磁感应强度B=0.5T。在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的
电流强度始终与初始时的电流强度相等。
（1）若初速度v =3m/s，求棒在GH处所受的安培力大小F 。
1 A
（2）若初速度v =1.5m/s，求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
2
（3）在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v 。
3
【答案】（1）8N （2）Dt =1s（3） v =1m/s
3
1
根据几何关系可得从GH到EF，线框面积变化量DS = ´(EF +GH)´2=6m2
2
代入计算可得运动时间Dt =1s
第24页 | 共25页【方法技巧】本题的特点是在导体运动切割磁感线的过程中，感应电流不变，又回路总电阻不变，所以电
动势不变，一次为突破口求解，导体做非匀变速运动，求速度，应首先考虑动能定理。
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