当前位置:首页>文档>精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期

精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期

  • 2026-05-13 12:14:12 2026-05-13 12:09:02

文档预览

精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期
精品解析:上海市复旦大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中等级性考试物理试题(解析版)_0122026上海中考一模二模真题试卷_2026年上海一模_上海1500初中高中试卷_高中_高二_下学期

文档信息

文档格式
pdf
文档大小
1.512 MB
文档页数
17 页
上传时间
2026-05-13 12:09:02

文档内容

上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 复旦大学附属中学 2022 学年度第二学期 高二年级物理期中等级性考试试卷 考生注意: 1.试卷满分 100分,考试时间 60分钟。 2.答案请写在答题纸上 一、单选题(共 40分。第 1—8小题,每小题 3分,第 9—12小题,每小题 4分。每小题只 有一个正确答案。) 1. 在19世纪60年代建立经典电磁理论,并预言了电磁波存在的物理学家是( ) A. 麦克斯韦 B. 马可尼 C. 赫兹 D. 柯林斯 【答案】A 【解析】 【详解】建立经典电磁理论,并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦。 故选A。 2. 关于温度,下列说法中正确的是( ) A. 0 K即0C B. 分子运动越剧烈,分子的温度越高 C. 温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映 D. 温度越高,物体的动能一定越大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A.热力学温标与摄氏温标之间的关系是T=t+273.15 K,故A错误; BC.温度是大量分子热运动的宏观反映,对单个分子运动而言没有意义,故B错误,C正确; D.物体的动能与温度无关,故D错误。 故选C。 3. 下面四种常用电器中哪一个应用的物理规律与其他三个不同( ) A. 动圈式麦克风 B. 动圈式扬声器 C. 家用电磁炉 D. 无线充电器 【答案】B 【解析】 【详解】动圈式麦克风、家用电磁炉以及无线充电器都是利用电磁感应原理工作的;而动圈式扬声器是根 据通电导体在磁场中受力工作的,与前三个应用的物理规律不同。 第 1 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 故选B。 4. 如图所示,cdef是一个单匝矩形线圈,ab是一根靠近矩形线圈的通电导线,位置靠近cd,若ab中的电 流向上,电流大小突然减小时,cdef线圈受到的安培力的合力( ) A. 方向向左 B. 方向向右 C. 方向向上 D. 为零 【答案】B 【解析】 【详解】cdef线圈,ab是一根靠近矩形线圈的通电导线,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知, 线框左右两侧的磁场方向相反,线框左侧的磁通量小于右侧的磁通量。若ab中电流大小突然减小时,穿 过线框的磁通量将减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化,则线框中感应电流方 向为顺时针,再由左手定则可知,左边受到的安培力水平向右,而右边受到的安培力方向也水平向右,故 安培力的合力向右。 故选B。 5. 如图所示,条形磁铁固定在光滑水平桌面上。现有三个大小相同的立方体a、b、c,其中a为铁块,b 为铅块,c为木块,它们分别从P点以相同的初速度正对着磁铁的S极滑去,设它们与S极相碰时的速度 分别为v 、v 和v ,则有( ) a b c A. v v v B. v v v a b c a b c C. v v v D. v v v a c b a b c 【答案】C 【解析】 【详解】铁块在磁场中能够被磁化,铁块将加速运动,铅块不能被磁化,但铅块时导体,向S极运动时, 将产生涡流,根据楞次定律,原磁场对铅块有电磁阻尼作用,铅块将减速运动,木块是绝缘体,不受磁场 影响,木块将匀速运动,可知 v v v a c b 第 2 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 故选C。 6. 著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置:一块绝缘圆板可绕其中心竖直的光滑轴自由转动,在圆 板的中部有一个线圈,圆板的四周固定着一圈金属小球,如图所示。在线圈接通电源的瞬间发现圆板做顺 时针转动(俯视),则下列说法正确的是( ) A. 圆板上的金属小球一定带正电 B. 圆板上的金属小球一定带负电 C. 圆板上的金属小球可能不带电 D. 圆板上的金属小球可能带负电 【答案】D 【解析】 【详解】线圈通电瞬间,根据麦克斯韦电磁场理论可知,变化的磁场产生电场,从而使带电的金属小球受 到电场力,使圆板转动起来,但由于线圈中电流方向未知,产生的感生电场的方向未知,所以不能确定小 球的电性,即小球可能带负电,但若小球不带电,那么就不会受到感应电场的电场力,圆板就不会转动。 故选D。 7. 如图所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B,磁场区域宽度均为a,一正 三角形(中垂线长为a)导线框ABC从图示位置方向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向, 在下图中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是( ) 第 3 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】电路的电阻是不变的,电流的变化规律就是电动势的变化规律,整个图线可分为三段,在第一段 内,有效切割长度越来越大,电动势线性增大,电流的方向是逆时针的;在第二段内, BCA和BA都在切 割,而且产生的电流方向相同,被加强,是顺时针的,所以选项C正确,其余的选项均被排除. 8. 甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲 线所示,F 0为斥力,F 0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止 释放,则( ) A. 乙分子从a到c一直加速 B. 乙分子从a到b加速,从b到c减速 C. 乙分子从a到c过程中,分子间的力先做正功后做负功 D. 乙分子从a到c过程中,在b点动量最大 【答案】A 第 4 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 【解析】 【详解】AB.由图可知,乙分子从a到c过程中一直受到引力作用,一直做加速运动,故A正确,B错误; C.乙分子从a到c过程中一直受到引力作用,引力一直做正功,故C错误; D.乙分子从a到c过程中,一直加速,故在c点速度最大动量最大,故D错误; 故选A。 9. 在光滑的水平平面上,放一长直导线。通入交流电i  I sin100t,当t 0.005秒时,电流方向如图 m 所示方向向右,在导线旁静置着一矩形小铝框,则下列说法中正确的是( ) A. t 0秒时,铝框产生的感应电流最大,方向顺时针 B. t 0.1秒时,铝框产生的感应电流最大,方向逆时针 C. 在一周期内铝框一直离开导线运动 D. 最终铝框应在某一平衡位置附近作振动 【答案】C 【解析】 【详解】A.t 0秒时,导线中还未通入电流,铝框中磁通量未发生变化,因此感应电流为零,故A错误; B.由交变电流的表达式可知 2  100 T 可知该交变电流的周期为 T 0.02s 而t 0.1秒刚好为第五个周期结束,此时瞬时电流为零,是电流方向将要发生改变的时刻,而根据t 0.005 秒时导线中电流的方向可知,改变后的电流方向与刚通电时电流的方向一致,仍与图示电流方向一致,可 知,改变之前导线中电流的方向向左,而在电流方向发生改变的时刻,线圈中磁通量的变化率最大,但线 圈在远离导线,而离导线越远,磁感应强度就越小,因此此刻磁通量变化率的最大值并不是整个过程中磁 通量变化率的最大值,则感应电流就不是整个过程中的最大值,而由导线中电流的变化,根据楞次定律结 合安培定则可知,此时线圈中的电流为逆时针方向,故B错误; CD.根据楞次定律可知,在一个周期内,当导线中电流增大时,线框中的磁通量增大,从而产生感应电流, 而感应电流产生的磁场总要阻碍原磁通量的改变,因此线圈要在安培力的作用下加速远离导线,而当导线 第 5 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 中的电流减小时,线圈又有靠近导线的趋势,此时线圈将在安培力的作用下做减速运动,又因为离通电直 导线越远磁感应强度越小,由此可知在线圈远离导线的过程中,所受到的安培力大小始终在减小,所以线 圈做减速运动的速度不可能减为零后反向运动,而是始终远离导线,故C正确,D错误。 故选C 。 10. 在如图电路中,线圈L的电阻和电源的内电阻r都可以忽略。先合上电键K一段时间后,在t 0时刻 将电键K断开,则电容器C的M板的电量变化情况为图中的( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在t 0时刻将电键K断开,线圈L中产生逆时针方向的自感电动势,对电容器充电,充电完毕 电容器又开始放电,从而形成振荡回路,因此电容器M板的电荷量先增大,当充电完毕后电荷量有最大 值,此时电容器开始放电,当放电完毕后,电容器又开始反向充电,M板带上与原来电性相反的电荷,直 至充电完毕,电荷量再次达到最大后又开始放电。 故选A。 11. 如图所示的理想变压器初、次级匝数比为3:1。图中4个灯泡规格相同。若L 、L 恰能正常发光, 3 4 则( ) 第 6 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) A. L 、L 正常发光 1 2 B. L 、L 比正常发光时暗些 1 2 C. L 、L 比正常发光时亮些 1 2 D. 条件不足,无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】令灯泡额定电流为I ,由于L 、L 恰能正常发光,则副线圈中电流为2I ,根据电流匝数关系 0 3 4 0 有 I n 2I n 1 1 0 2 解得 2 I  I  I 1 3 0 0 可知,L 、L 比正常发光时暗些。 1 2 故选B。 12. 利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等区域,如图是霍尔元件的工作原理示意图, 磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差U .下列说 CD 法正确的是 A. 电势差U 仅与材料有关 CD B. 仅增大磁感应强度时 电势差U 变大 , CD C. 若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差U 0 CD 第 7 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平 【答案】B 【解析】 【详解】AB.根据CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,设霍 尔元件的长宽高分别为a、b、c,则有: U q qvB b I=nqvS=nqvbc 则: BI U  CD nqc n由材料决定,故U与材料有关;U还与厚度c成反比,与宽b无关,同时还与磁场B与电流I有关,故 A错误、B正确. C.根据左手定则,电子向C侧面偏转,C表面带负电,D表面带正电,所以D表面的电势高,则U < CD 0.故C错误. D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,应将元件的工作面保持竖直,让磁场垂直通过.故D错误. 二、填空题(共 16分,每题 4分) 13. 16g氧气所含的分子个数为_______个;在标准状况下氧气分子的平均距离约为______m。(答案都保 留三位有效数字) 【答案】 ①. 3.011023 ②. 3.34109 【解析】 【详解】[1]氧气的摩尔质量 M 32g/mol 阿伏加德罗常数 N 6.021023mol/L A 16g氧气的摩尔数 m 16 n  0.5mol M 32 氧气分子个数为 N nN 3.011023个 A [2]在标准状况下氧气的摩尔体积为 第 8 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) V 22.4L2.24102m3 将氧气分子占据的空间看做立方体,正方体的边长设为d,则每个氧气分子占据的空间大小为 V V  d3 0 N A 则 V 2.24102 d  3  3 3.34109m N 6.021023 A 则氧气分子的平均距离为 3.34109m 14. 某小型实验水电站输出的功率为20kW,输电线路的总电阻为6;若采用380V电压输电,求输电 线路上损耗的功率为_______kW,若改用5000V电压输电,用户端利用n :n  22:1的变压器降压。 1 2 则用户得到的电压为_______V 。 【答案】 ①. 16.62 ②. 226.18 【解析】 【详解】[1]输电线路损耗的功率为 P 20103 P ( )2R( )26W 16.62kW 损 U 380 [2]改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 P 20103 I  A=4A U 5000 用户端在变压器降压前获得的电压 U =U﹣I′R=(5000﹣4×6)V=4976V 1 根据 U n 1  1 U n 2 2 用户得到的电压为 n 1 2U  U = ×4976V=226.18V 2 n 1 22 1 15. 光滑平行轨道abcd如图所示,轨道的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,bc段轨道宽度为cd段轨 道宽度的2倍,轨道足够长.将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段,P棒置于距水 第 9 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 平轨道高h的地方,放开P棒,使其自由下滑,则最终达到稳定状态时P棒的速度为_____,Q棒的速度 为_____. 1 2 【答案】 ①. 2gh ②. 2gh 5 5 【解析】 【详解】设P、Q棒的质量为m,长度分别为2L和L,磁感强度为B,P棒进入水平轨道的速度为v, 1 对于P棒,金属棒下落h过程应用动能定理:mgh mv2,解得v 2gh,当P棒进入水平轨道后,切割 2 磁感线产生感应电流.P棒受到安培力作用而减速,Q棒受到安培力而加速,Q棒运动后也将产生感应电 动势,与P棒感应电动势反向,因此回路中的电流将减小.最终达到匀速运动时,回路的电流为零,所以 E  E ,即2BLv  BLv ,则2v v ;因为当P,Q在水平轨道上运动时,它们所受到的合力并不 p Q p Q p Q 为零,F 2BIL,F  BIL(设I 为回路中的电流),因此P,Q组成的系统动量不守恒;设P棒从进 p Q 入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为t,对PQ分别应用动量定理得:F t 2BILt mv mv, p P 1 2 F t  BILt mv 0,联立解得v  2gh , v  2gh. Q Q P 5 Q 5 16. 竖直平面内有一足够长、粗细均匀、两端开口的U型管,管内水银柱及被封闭气柱的长度如图所示, 外界大气压强为75cmHg。现向管中缓慢加入8cm长的水银柱,若水银加在左管,封闭气柱的下表面向 上移动的距离为______cm;若水银加在右管,封闭气柱的上表面向下移动的距离为______cm。 【答案】 ①. 4 ②. 5 【解析】 【详解】[1]未加水银前密闭气体压强 p  p 5cmHg 80cmHg 1 0 第 10 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 若水银加在左管,封闭气柱的压强、体积均不变,封闭气柱的下表面向上移动 8 cm4cm 2 [2]若水银加在右管,未加水银前气体压强和体积分别为 p  p 5cmHg 80cmHg 1 0 V S11cm3 1 加入水银稳定后,封闭气体的压强 p  p 13cmHg 88cmHg 2 0 由玻意耳定律 pV  pV 1 1 2 2 解得 pV 8011 V  1 1  cmS 10cmS 2 p 88 2 封闭气柱的上表面向下移动的距离为x,由 114x10 解得 x5cm 三、实验题(共 16分,第 17题 4分,第 18题 12分) 17. 关于用“油膜法”估测分子大小的实验,下列说法中正确的是( ) A. 单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径 B. 测量结果表明,分子直径的数量级是10-10 m C. 实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上 D. 处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径 【答案】AB 【解析】 【详解】A.单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径,选项A正确; B.测量结果表明,分子直径的数量级是10-10 m,选项B正确; C.实验时先把痱子粉撒在水面上,再将一滴油酸酒精溶液滴入水面,选项C错误; D.处理数据时将一滴油酸酒精溶液中含有的油酸的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径,选项D错 误; 故选AB。 第 11 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 18. 在研究“电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。 (1)请把电路补充完整______; (2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的 规律是_____; (3)某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是______ A.抽出线圈A B.插入软铁棒 C.使变阻器滑片P左移 D.断开开 关 【答案】 ①. ②. 闭合电路中磁通量发生变化时, 闭合电路中产生感应电流 ③. BC 【解析】 【详解】(1)[1]本实验中L 与电源相连,通过调节滑动变阻器使L 中的磁通量发生变化,从而使L 产生 1 2 2 电磁感应线象,故L 应与检流计相连,电路图如图所示 2 第 12 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) (2)[2]指针发生偏转说明电路中有电流产生,产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化;故结论为: 闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流。 (3)[3]感应电流的方向与原电流方向相反,则它们的磁场也一定相反,由楞次定律可知,原磁场应增 强,故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移,故BC正确,AD错误。 故选BC。 四、计算题(共 28分)注意:在 19、20题列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,要求 给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。) 19. 光滑绝缘水平桌面上有一边长为L的矩形线圈abcd,其质量为m,其各边电阻相等,线圈ab边以v 的速度进入一个有明显边界的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,如下图所示,磁场的宽度大于L。当线 圈全部进入磁场区域时,其动能恰好等于ab边进入磁场前时的一半,求: (1)线圈在进入磁场的过程中感应电流的方向; (2)ab边刚进入磁场瞬间,a、b两点的电压是多少? (3)判断线圈能否全部穿出磁场,并叙述理由; (4)求线圈从进入磁场开始整个过程中安培力对线框做的总功。 3BLv 【答案】(1)感应电流的方向为ad cba;(2) ;(3)能,见解析;(4)(1 2)mv2 4 【解析】 【详解】(1)根据楞次定律可知,感应电流的方向为ad cba (2)ab边刚进入磁场瞬间产生的瞬时感应电动势为 EBLv 第 13 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 切割磁感线的ab边 相当于电源,则可知,a、b两点的电压为路端电压,设每条边的电阻为r,根据闭合 电路的欧姆定律可得 E BLv I   4r 4r 则 BLv 3BLv U ab 3r  I 3r  4r  4 (3)由题意可知,线圈全部进入磁场后动能变为原来的一半,则可知线圈出磁场时的速度小于进磁场时 的速度,根据安培力 B2L2v F  BIL R 可知,出磁场时所受安培力小于进磁场时所受安培力,设进磁场时的平均安培力为F ,出磁场时的平均安 1 培力为F ,则根据动能定理,有 2 1 FL E E 1 2 k k 1 F L E  E 2 k 2 k 显然E不为零,即线圈出磁场时的速度不为零,故可知,线圈能全部穿出磁场。 k (4)根据题意,线圈进入磁场后动能变为原来的一半,设进入磁场后的速度为v ,则有 1 1 1 mv2 2 mv2 2 2 1 解得 2 v  v 1 2 设线圈进入磁场所用的时间为t ,则有 1  BL2 E BL2 E   ,I 1   t t 4r 4rt 1 1 可知在线圈全部进入磁场的过程中,线圈中的电荷量为 BL2 q I t  11 4r 根据动量定理可得 BLI t mv mv 11 1 第 14 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 即 B2L3  mv mv 4r 1 设线圈完全出磁场瞬间速度为v ,线圈中的平均感应电流为I ,所用时间为t ,则根据动量定理有 2 2 2 BLI t mv mv 2 2 2 1 而线圈完全进入磁场和完全出磁场通过线圈的电荷量相同,即有 BL2 I t  I t  11 2 2 4r 因此可得 mv mvmv mv 1 2 1 解得 v ( 21)v 2 对线圈进入磁场开始和出磁场全过程中,设安培力做的功为W ,则由动能定理可得 1 1 W  mv2  mv2 2 2 2 解得 W (1 2)mv2 20. 如图(甲)所示,左侧接有定值电阻R2的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感 应强度B 1T,导轨间距为L1m。一质量m2kg,阻值r 2的金属棒在拉力F作用下由静止开始 从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒与导轨间动摩擦因数0.25,g 10m/s2。金属棒的速度—位 移图像如图(乙)所示,则从坐标原点到x1m的过程中求: (1)通过电阻R的电量是多少; (2)拉力F做的功是多少; (3)整个系统产生的总的焦耳热是多少; (4)试证明导体棒从坐标原点运动到x1m所用的时间t 1s。 第 15 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 【答案】(1)0.25C;(2)9.25J;(3)5.25J;(4)见解析 【解析】 【详解】(1)通过电阻R的电荷量  BLx 111 q   C0.25C Rr Rr 4 (2)由速度图像得,速度与位移的关系为 v2x 切割产生的电动势为 EBLv 电流为 E I  Rr 金属棒所受的安培力 B2L2v B2L22x F  BIL  Rr Rr 则知F与x是一次函数关系,当x0时,安培力 F 0 1 当x1m时,安培力 F 0.5N 2 则从起点发生x1m位移的过程中,安培力做功为 F F 00.5 W Fx 1 2 x 1J 0.25J 2 2 根据动能定理得 1 W mgxW  mv2 拉 2 第 16 页 共 17 页上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V: jiajiao6767 ) 其中v2m/s,0.25,m2kg,代入解得,拉力做的功 W 9.25J 拉 (3)根据能量守恒得 1 W Q mv2 拉 2 可得 1 QW  mv2 拉 2 代入数据解得 Q5.25J (4)由图可知,vx图像的斜率 v v t a k   ·  x t x v 可得 a 2v 可知速度增大,金属棒的加速度也随之增大,vt 图像的斜率增大,金属棒做加速增大的变加速运动,在 相同时间内,达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移,平均速度小于匀加速运动的平均速度, 即 0v 02 v   m/s1m/s 2 2 解得 x 1 t   s1s v 1 第 17 页 共 17 页