2018-2019学年四川省绵阳市高二下学期期末考试物理试题 解析版

2018-2019学年四川省绵阳市高二下学期期末考试物理试题 解析版

高中2017级第二学年末教学质量测试 一、选择题 ‎1.关于电磁波，下列说法正确的是 A. 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，才能产生电磁波，A错误。‎ B．电磁波在真空中的传播速度是定值，就是光速，与频率无关，B错误。‎ C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，C正确。‎ D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，D错误。‎ ‎2.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是 A. 非电信息→敏感元件→处理电路→电信息 B. 电信息→处理电路→敏感元件→非电信息 C. 非电信息→敏感元件→电信息→处理电路 D. 非电信息→处理电路→敏感元件→电信息 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，工作处理的一般流程是：先由非电学量，比如：光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，从而得以工作，A正确BCD错误。‎ ‎3.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的27层（层高3 m）坠下，与停放在地面上汽车的天窗碰撞时间约为2 m s。该鸡蛋对天窗产生的冲击力约为 A. 1×104 N B. 1×103 N C. 1×102 N D. 10 N ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】每层楼高约为3m，鸡蛋下落的总高度h=（27-1）×3m=78m；自由下落时间 ，与地面的碰撞时间约为t2=2ms=0.002s，全过程根据动量定理可得：mg（t1+t2）-Ft2=0，解得冲击力F=987N≈103N。‎ A．1×104 N与计算结果不符；A错误。‎ B．1×103 N与计算结果符合；B正确。‎ C．1×102 N与计算结果不符；C错误。‎ D．10 N与计算结果不符D错误。‎ ‎4.一质量为m的炮弹在空中飞行，运动至最高点时炸裂成质量相等的a、b两块，爆炸前瞬间炮弹速度为v，方向水平向右，爆炸后a的速度为2v，方向水平向左。爆炸过程中转化为动能的化学能是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】爆炸瞬间内力远大于外力，有 ，解得b块的速度为 ，根据能量守恒有 ，解得 。‎ A．与计算结果不符；A错误。‎ B．与计算结果不符；B错误。‎ C．与计算结果相符；C正确。‎ D．与计算结果不符。D错误。‎ ‎5.实际的交流电发电装置中，线圈固定（定子），匀强磁场发生装置匀速转动（转子）。如图所示，矩形线圈固定放置在磁感应强度大小恒为B 的旋转磁场中，磁场方向垂直于线框的对称轴OO′，磁场绕OO′以恒定角速度按图示方向匀速转动，磁场转动周期是，产生的感应电动势的最大值为Em。从图示位置开始计时，则 A. 时刻，电动势大小是，电流方向是abcda B. 时刻，电动势大小是，电流方向是abcda C. 时刻，电动势大小是，电流方向是abcda D. 时刻，电动势大小是，电流方向是abcda ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈从图示位置计时瞬时值表达式为 。‎ AB．时刻，转过 ，根据表达式可知：电动势大小是，根据右手定则判断电流方向为adcba，AB错误。‎ CD．时刻，转过 ，根据表达式可知：电动势大小是，根据右手定则判断电流方向为abcda，C正确D错误。‎ ‎6.如图所示，在足够长的绝缘斜面上固定着导轨GECABDFH，电阻不计，导轨的GEFH区域存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场B0，在导轨的CABD区域另固定着一较小的矩形闭合金属线圈S，现将光滑的金属杆L从导轨的EF位置由静止释放，金属杆沿导轨开始下滑后的一小段时间内 A. 金属杆L中的电流减小，线圈S中的电流增大 B. 金属杆L中的电流减小，线圈S中的电流减小 C. 金属杆L中的电流增大，线圈S中的电流增大 D. 金属杆L中的电流增大，线圈S中的电流减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】通过分析可以得到， ，金属杆做加速度减小的加速运动，金属杆中的电流为 ，且在增大；导轨中产生的感应电流在线圈区域产生逐渐增大的磁场，但是磁通量变化率是逐渐减小的，所以根据法拉第电磁感应定律可知，线圈电流逐渐减小。‎ ABC．与分析结论不符；ABC错误。‎ D．与分析结论相符，D正确。‎ ‎7.氢原子能级示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出光b，光a和b都是可见光，则 ‎ ‎ A. 光a的频率小于光b的频率 B. 从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C. n=1能级的氢原子吸收14 eV的光子后将电离 D. n＝2能级的氢原子吸收10.2 eV的光子可跃迁到n=1能级 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据跃迁规律可知从向跃迁时辐射光子的能量大于从向跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，所以a的频率大于b的频率，A错误。‎ B．根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从的能级向的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量，不可能为紫外线，B错误；‎ C．因为基态氢原子能量为-13.6eV，所以n=1能级的氢原子可以吸收14 eV的光子后将电离，C正确。‎ D．氢原子吸收光子后，会跃迁到高能级，所以不可能从2能级跃迁到1能级，D错误。‎ ‎8.如图所示，一矩形线框置于匀强磁场中，右边dc与磁场边界重合，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框面积不变，在时间t内将磁感应强度均匀地增大到原来的两倍；接着，保持磁场大小和方向不变，在时间t内将线框沿垂直于磁场方向向右匀速拉出磁场。前后两个过程中，线框中产生的焦耳热的之比是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设线框的面积为S，电阻为R，原来磁感应强度为B．当保持线框面积不变，将磁感应强度在时间t内均匀地增大到原来的两倍，根据法拉第电磁感应定律得到：线框中产生的感应电动势 ，线框中产生的焦耳热 ；当保持增大后的磁感应强度不变，在相同的时间t内，将线框沿垂直于磁场的方向水平向右匀速拉出时，线框中产生的感应电动势为 ，线框中产生的焦耳热 所以先后两个过程中，线框中产生的焦耳热的比值Q1：Q2=1：4。‎ A．与计算结果不符；A错误。‎ B．与计算结果符合；B正确。‎ C．与计算结果不符；C错误。‎ D．与计算结果不符。D错误。‎ ‎9.如图所示，LC振荡电路导线及自感线圈的电阻不计，在图示状态回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器C的极板A带正电荷，则该状态 A. 电流i正在增大 B. 电容器带电量正在增加 C. 电容器两极板间电压正在减小 D. 线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能。A错误。‎ B．电路充电，电容器的带电量在增大，B正确。‎ C．电容器的带电量在增大，根据 得出，电压在增大，C错误。‎ D．充电的过程，电量在增加；磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，D错误。‎ ‎10.我国“西电东送”采用特高压远距离输电。在西部发电厂附近升压变压器将电压升高，通过输电线输送到东部某地，再用降压变压器降压到稳定的工作电压，为负载提供电压。变压器均为理想变压器，发电机输出电压及输电线的电阻均不变。则 A. 增加负载，输电线上损失的功率增大 B. 增加负载，升压变压器的原线圈中电流减小 C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于负载增加，降压变压器输出的功率增加，负载线路电流变大，故高压输电线上的电流变大， ，损失功率变大，因为输电线中电流变大，根据变压器原理可知，升压变压器中电流变大，A正确B错误。‎ CD．因为输电线存在电阻，有电压损失，所以升压变压器输出电压大于降压变压器输入电压，CD错误。‎ ‎11.如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转（从上往下看），则 A. 圆盘中心电势比边缘低 B. 穿过圆盘的磁通量不断变化 C. 产生的电动势大小与圆盘半径成正比 D. 若ω变为原来的2ω，则R上的热功率变为原来的4倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知圆盘中心电势比边缘要高，A错误。‎ B．穿过圆盘的磁通量都是常数，穿过圆盘的磁通量保持不变，B错误。‎ C．圆盘转动过程产生的感应电动势： ，与半径平方成正比，C错误。‎ D．若ω变为原来的2ω，电动势变为原来的2倍，根据 可知，产热功率变为原来的4倍，D正确。‎ ‎12.甲乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6 m / s，甲车上有质量为m=1 kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50 kg，乙和他的小车的总质量为M2=30 kg。为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v′=16.5 m / s的水平速度抛向乙，且被乙接往，假如某一次甲将小球抛出且被乙接住后，刚好可保证两车不致相撞。则甲总共抛出的小球个数是 A. 12 B. 13 C. 14 D. 15‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】规定甲的速度方向为正方向，两车刚好不相撞，则两车速度相等，由动量守恒定律得 ，解得v=1.5m/s，对甲及从甲车上抛出的小球，由动量守恒定律得 解得n=15。‎ A．12与计算结果不符，A错误。‎ B．13与计算结果不符，B错误。‎ C．14与计算结果不符，C错误。‎ D．15与计算结果相符，D正确。‎ ‎13.如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁下方放一个固定的铝质圆环。将磁铁托起到弹簧原长状态时释放，磁铁在上下振动过程中S极的下端没有达到铝质圆环所在位置。下列说法正确的是 A. 磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生吸引力 B. 磁铁向下运动时，铝质圆环对磁铁产生排斥力 C. 磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧恢复到原长 D. 磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧不能恢复到原长 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．磁铁向下运动时，铝质圆环所在位置磁感应强度增强，磁通量增大，根据楞次定律可知，铝质圆环对磁铁产生排斥力，A错误B正确。‎ CD．磁铁向上运动时，铝质圆环所在位置磁感应强度减小，磁通量减小，铝质圆环对磁铁产生吸引力，所以磁铁第一次向上运动到最高点时，弹簧不能恢复到原长，C错误D正确。‎ ‎14.两个小球A、B在光滑水平桌面上沿直线运动，发生弹性碰撞。碰撞过程中，A球对B球的冲量大小为I1，B球对A球的冲量大小为I2，A球对B球所做功的大小为W1，B球对A球所做功的大小为W2，则 A. I1=I2 B. I1≠I2 C. W1=W2 D. W1≠W2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据牛顿第三定律可知A对B的作用力与B对A的作用力，等大反向，同时变化，而冲量 ，所以冲量大小相等，A正确B错误。‎ CD．因为发生的是弹性碰撞，没有能量损失，A减少的动能等于B增加的动能，而动能改变等于合外力的功，所以A球对B球所做功和B球对A球所做功相等，C正确D错误。‎ ‎15.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＝R2＝R3，电感L的直流电阻可忽略，D为理想二极管，电源内阻不计。闭合开关S，电路电流稳定后，再断开开关S，下列说法中正确的是 A. 闭合开关S，L1逐渐变亮 B. 闭合开关S，L2逐渐变亮 C. 断开开关S前后，L3中有电流且方向相同 D. 断开开关S后，L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于电感线圈阻碍电流的变化，所以闭合开关S，L1的电流逐渐增大，L1逐渐变亮，A正确。‎ B．闭合开关S，通过二极管为正向电流，二极管相当于导线，所以L2立即变亮，B错误。‎ CD．断开开关S后，由于电感线圈阻碍电流的变化，线圈产生与原电流方向相同的电流，且逐渐变小，则通过L3的电流与原方向相反，所以L1、L3均逐渐变暗，因为流经L2的电流反向，二极管加反向电压，二极管相当于断路，所以L2立即熄灭，C错误D正确。‎ ‎16.关于α粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是 A. 绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内分布均匀，受到原子核的排斥力平衡 B. 绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子受到原子核的排斥力很小，原子内大部分空间是空的 C. 极少数α粒子发生大角度偏转，说明这些α粒子受到原子核的排斥力比较大，原子质量和正电荷几乎集中在原子内很小空间 D. 极少数α粒子发生大角度偏转，说明这些α粒子受到原子核外电子很大的排斥力 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子受到原子核的排斥力很小，原子内大部分空间是空的，A错误B正确。‎ CD．极少数α粒子发生大角度偏转，说明这些α粒子受到原子核排斥力比较大，原子质量和正电荷几乎集中在原子内很小空间，C错误D正确。‎ ‎17.如图所示，理想变压器的原副线圈上接入了四只完全相同的小灯泡，灯泡的阻值相同且恒定不变为2 Ω。原线圈一侧接电压为12 V的正弦交流电源，所有灯泡都处于正常发光状态。则 A. 原副线圈匝数比为2︰1‎ B. 原副线圈匝数比为1︰2‎ C. 变压器输入电功率为9 W D. 变压器输入电功率为18 W ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设灯泡正常发光电流为I，原线圈电流为I，副线圈电流为2I，根据变压器原理，匝数比与电流成反比，所以匝数比为2：1，A正确B错误。‎ CD．设灯泡正常发光电压为U，有 ，解得： ，所以副线圈电流 ，所以变压器输入功率为 ，C正确D错误。‎ ‎18.如图所示，粗细均匀的正方形单匝闭合线框abcd静止在光滑水平面上。t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右一直保持做匀加速直线运动，bc边进入磁场的时刻为t1，ad边进入磁场的时刻为t2，设线框中感应电流大小为i，ad边两端电压为U，水平外力大小为F，线框中的电功率为P，则i、U、F、P随运动时间t变化关系图象正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．金属杆做匀加速直线运动，速度为：v=at，感应电动势：E=BLv，感应电流为 其中B、L、a均不变，当0-t1时间内，感应电流为零，t1-t2时间内，电流I 与t成正比，t2时间后无感应电流，故A错误。‎ B．感应电流：当0-t1时间内，感应电流为零，ad的电压为零，t1-t2时间内， ，电压随时间均匀增加，t2时间后无感应电流，但有感应电动势，为：Uad=E=BLat，电压随时间均匀增加，故B正确。‎ C．金属杆所受的安培力为： ，由牛顿第二定律得：F-FA=ma，解得： ，当0-t1时间内，感应电流为零，F=ma，为定值，t1-t2时间内， F与t是线性关系，但不过原点，t2时间后无感应电流，F=ma，为定值，故C错误；‎ D．感应电流的热功率： ，当0-t1时间内，感应电流为零，P=0，t1-t2时间内，电流P与t2成正比，t2时间后无感应电流，P=0，故D正确；‎ 二、填空题 ‎19.如图所示，四只相同的灯泡D1、D2、D3、D4分别与自感线圈L1、L2和电容器C1、C2串联，再并联接入电路中，自感线圈的电阻不计，交流电源电压220 V，频率50 Hz。若电容C1>C2，则灯泡D3的亮度______D4的亮度；若灯泡D1的亮度大于D2的亮度，则自感系数L1______L2。（选填“大于”“小于”或“等于”）‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．电容越小对交流电阻碍作用越强，因为C1>C2，所以灯泡D3的亮度大于D4的亮度；‎ 第二空．电感自感系数越大对交流电的阻碍作用越强，因为灯泡D1的亮度大于D2的亮度，所以L1小于L2。‎ ‎20.如图甲所示，100匝的圆形线圈面积为1 m2，与水平放置的平行板电容器连接，电容器两板间距离10 cm。圆形线圈内有垂直于圆平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示（B取向里为正），圆形线圈中感应电动势大小为______V；刚开始对电容器充电时圆形线圈中感应电流的方向为______（填“顺时针”或“逆时针”）； 稳定后，质量10 g的带电粒子恰能静止于电容器两板间某处，粒子的电荷量大小为______C。g取10 m/s2。‎ ‎【答案】 (1). 100 (2). 逆时针 (3). 1×10-4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．根据法拉第电磁感应定律 ，从图乙可知 ，联立解得： 。‎ 第二空．根据楞次定律可知，磁通量向里增加，感应电流磁场向外，根据右手定则判断感应电流为逆时针方向。‎ 第三空．带电粒子恰能静止于电容器两板间某处，根据平衡条件有 ，通过以上分析板间电压为100V ，板间场强与电压关系： ， 联立解得： 。‎ ‎21.如图所示，一交流电的电流随时间变化的图像，此交流电的电流的最大值是______A，有效值是_______A。‎ ‎【答案】 (1). (2). 5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．根据图像可知，最大值为A。‎ 第二空．根据电流的热效应，设有效值为I， ，解得 。‎ ‎22.如图所示，质量20 kg的小车静止在光滑水平面上，从水枪中喷出的水柱的横截面积是10 cm2，速度10 m / s，水的密度1.0×103 kg / m3。若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中，当有质量5 kg的水进入小车时，小车的速度大小______ m / s，小车的加速度大小______ m / s2。‎ ‎【答案】 (1). 2 (2). 2.56‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．流进小车的水与小车组成的系统动量守恒，当淌入质量为m的水后，小车速度为v1，则mv=（m+M）v1，解得： 。‎ 第二空．质量为m水流进小车后，在极短的时间△t内，冲击小车的水的质量为 此时，水对车的冲击力为F，则车对水的作用力也为F，据动量定理有：-F△t=△mv1-△mv，解得： ，根据牛顿第二定律得： 。‎ ‎23.用如图甲所示装置验证“动量守恒定律”。A、B两球半径相同，A球质量为m1，B球质量为m2，轨道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白纸铺在水平地面上，复写纸在白纸上。先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止滚下，从轨道末端水平抛出，落到复写纸上，重复上述操作10次，在白纸上得到10个落点痕迹；再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平槽末端在白纸上的竖直投影点，如图乙所示。‎ ‎（1）除了图甲中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器是________。‎ ‎（2）在下列实验操作中，符合要求的是________（选填序号）。‎ A．入射小球与被碰小球必须大小相同、质量相等 B．每次必须从同一高度由静止释放入射小球 C．安装轨道时，必须让水平槽末端水平 D．实验过程中，只要保持复写纸在白纸上位置不变，可以移动白纸 ‎（3）测量了A、B两个小球质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N、P和轨道末端投影点O几乎在同一条直线上，并测量出三个落点M、N、P与O点距离分别是LM、LN、LP。在实验误差允许范围内，若关系式________成立（用测得的物理量符号表示），则验证了动量守恒定律。‎ ‎【答案】 (1). 刻度尺，天平 (2). BC (3). m1 LP＝m1LM+m2 LN ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺。‎ 第二空．A．为了防止入射小球碰后反弹，入射小球质量应大于被碰小球，A错误。‎ B．为了保证每次入射小球碰撞前速度相同，每次必须从同一高度由静止释放入射小球，B正确。‎ C．为了保证小球碰后做平抛运动，速度水平，安装轨道时，必须让水平槽末端水平，C正确。‎ D．实验中，要准确记录小球平抛的水平位移，复写纸和白纸不可随意移动，D错误。‎ 第三空．两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证： ，两边同时乘以时间t得： ，则实验需要验证： 。‎ 三、计算题 ‎24.如图所示，质量m1=1 kg的小木块A和高h=1 m、质量m3=3 kg的光滑斜面C静止在光滑水平地面上，C与地面平滑连接，质量m2=2 kg的小木块B以水平速度v1=8 m/s向右运动，与竖直墙壁碰撞，碰撞时间为△t=0.2 s，碰后速度大小变为v2= 6 m/s，B与A碰撞后粘在一起。g取10 m/s2。求：‎ ‎（1）B与墙壁碰撞过程中，墙壁对小球平均作用力的大小；‎ ‎（2）A和B一起第一次滑上斜面达到的最大高度hm。‎ ‎【答案】（1）140 N（2）0.4 m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以水平向左为正，设B与墙壁碰撞过程墙壁对小球平均作用力的大小为F，则 Ft＝m2v2-m2(-v1)，解得 F＝140 N 。‎ ‎（2）设B与A碰后共同速度为v3，则 m2v2＝(m1＋m2)v3 ‎ AB第一次滑上斜面达到的最大高度hm时，A、B、C速度相同，设共同速度为v4，则 ‎(m1＋m2)v3＝(m1＋m2＋m3)v4 ‎ 解得 v3= 4 m/s，v4= 2 m/s。‎ 根据机械能守恒有：‎ ‎ ‎ 解得h＝0.4 m ‎25.如图所示，匝数N=20、横截面积S=0.04 m2的线圈中有方向竖直向上的匀强磁场B1，B1均匀变化；两相互平行、间距为L=0.2m的金属导轨固定在倾角为30°的斜面上；导轨通过开关S与线圈相连。一光滑金属杆放置在靠近导轨上端的M、N位置，M、N等高，金属杆质量m=0.02 kg，阻值R1=0.2 Ω；导轨底端连接一阻值为R2=0.8 Ω的电阻；导轨所在区域有垂直于斜面向上的匀强磁场B2=0.5 T。闭合S，金属杆恰能静止于斜面的M、N位置；断开S，金属杆由M、N位置从静止开始向下运动，经过t=0.5 s，下滑通过的距离x=0.6 m。金属导轨光滑且足够长，线圈与导轨的电阻忽略不计。g取10 m/s2。‎ ‎（1）求B1变化率的大小，并确定B1的变化趋势；‎ ‎（2）金属杆下滑x=0.6 m的过程中，金属杆上产生的焦耳热。‎ ‎【答案】（1）0.25T/s ，B1的变化趋势是增大。 （2）2.32×10-3J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）闭合S，设线圈中的感应电动势为E1，电流为I1，金属杆受到的安培力为F，则 感应电流：‎ 安培力：，‎ 根据平衡条件有： ‎ 解得： ，B1的变化趋势是增大。‎ ‎（2）断开S，金属杆下滑x=0.6 m的过程中，设其中的平均电动势为，平均电流为，末速度为v，电阻R2和金属杆上产生的焦耳热为Q，金属杆上产生的焦耳热为Q1，则根据动量定理有：‎ ‎ ‎ 平均感应电流：‎ ‎ ‎ 平均感应电动势：‎ ‎ ‎ 解得v= 22 m/s 根据能量守恒：‎ ‎ ‎ 解得：J 解得：J。‎ ‎ ‎