福建省永春县第一中学2020学年高二物理6月月考试题（含解析）

福建省永春县第一中学2020学年高二物理6月月考试题（含解析）

永春一中高二年（理）6月月考物理试卷 ‎ 一、单项选择题（10小题，每题3分，共30分）‎ ‎1. 如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度L将(　　)‎ A. S增大，L变长 B. S减小，L变短 C. S增大，L变短 D. S减小，L变长 ‎【答案】D ‎【解析】根据右手螺旋定则可知，直线电流下边磁场方向垂直纸面向里，由于电流增大，则弹性的金属圆环中的磁通量增大，导致产生感应电流，根据楞次定律可知，圆环中的感应电流方向：逆时针方向．根据左手定则可知，弹性的金属圆环上边的所受的安培力竖直向下，弹性的金属圆环下边的所受的安培力竖直向上，由于下边离长直导线电流越远，磁场越弱，所以向下的安培力大于向上的安培力，从而导致橡皮绳的长度变长；可将圆环等效成一段一段的导线，由左手定则可知，安培力指向圆心，导致弹性环面积减小．故D正确，A、B、C错误．故选D．‎ ‎【点睛】解决本题的关键会用右手螺旋定则（安培定则）判断电流周围磁场的方向，以及会用楞次定律来判定感应电流方向，左手定则判断安培力的方向．同时会运用等效思维．‎ ‎2. 如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为(　)‎ A. 220 V B. 110 V C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：交流电产生的热量：‎ 直流电产生的热量： ,解得：U=110V，选项B正确；故选B.‎ 点睛：求解交流电的有效值，从有效值的定义出发，根据一个周期内通过相同的电阻，发热量相同，此直流的值即为交流电的有效值.‎ ‎3. 为了研究乐音的物理规律,某同学用计算机同时录制下优美的笛声do和sol,然后在电脑上用软件播放,分别得到如下图(a)和图(b)的两个振动图象,由此可以判断(   )‎ A. do和sol的周期之比约为 B. do和sol的频率之比约为 C. do和sol在空气中传播的波速之比为 D. do和sol在空气中传播的波长之比为 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：由图象可以观察得到当do完成2个周期时，sol完成3个周期，故do和sol的周期之比约为3：2，故A错误；根据f=1/T，结合B的分析可知：do和sol的频率之比约为2：3，故B正确；由于两列波都是声波，都在空气中传播，故速度相同，故C错误；根据λ＝v/f及A、C的分析可知：do和sol在空气中传播的波长之比为3：2，故D错误．故选B 考点：考查了波长，波速，频率关系的应用 ‎4. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为(  )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：物体做简谐运动，取整体为研究对象，是由弹簧的弹力充当回复力，取上面的小物块为研究对象，则是由静摩擦力充当向心力。当两物体间的摩擦力达到最大静摩力时，两物体达到了简谐运动的最大振幅，又因为两个物体具有共同的加速度，根据牛顿第二定律对小物体有，取整体有，两式联立可得，故选B。‎ 考点：简谐运动、回复力。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是哪个力提供的，知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力。‎ ‎5.‎ ‎ 图甲表示一列简谐横波在t＝20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由图甲、乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是(　 　)‎ A. v＝50m/s，向左传播 B. v＝50cm/s，向左传播 C. v＝0.05cm/s，向左传播 D. v＝0.05cm/s，向右传播 ‎【答案】B ‎【解析】由图得到λ=100cm，T=2s，则波速；由振动图象得知t=20sP点的速度方向沿y轴正方向，在波动图象判断出波的传播方向：向左；故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速．由振动图象上t=20s读出P点的速度方向，在波动图象上判断传播方向。‎ ‎6. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. t=0.2s时质点P的运动方向向右 B. 波的周期可能为s C. 波的频率可能为1．25Hz D. 波的传播速度可能为20m/s ‎【答案】C ‎【解析】简谐横波沿x轴方向传播，质点P只沿竖直方向振动，不会向右移动。故A错误。由图，得到t=（n+）T，n=0，1，2……，则周期 ‎，因为n为整数，T不可能为s．故B错误。由上，频率，当n=0时，f=1.25Hz，故C正确。若波速v=20m/s，则在t=0.2s内波传播的路程x=vt=4m，根据波形图象，波向右传播的最短距离6m，向左传播的最短距离18m，所以波速不可能为20m/s。故D错误。故选C。‎ 点睛：知道两个时刻的波形，根据波的周期性，得到的是波速和周期的通项。要知道介质中质点不“随波逐流”。‎ ‎7. 如图所示,用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝,在光屏的P点出现第3条暗条纹,已知光速为c,则P到双缝、的距离之差应为(   )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹距离之差为，故D正确，A、B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹。‎ ‎8. 两束单色光a和b沿如图所示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，已知a光在底边界面处发生了全反射，两束光沿相同方向射出，则（ ）‎ A. 在玻璃砖中，a光的速度比b光的小 B. 在真空中，a光的波长大于b光的波长 C. 分别用a和b在相同条件下做单缝衍射实验，a光的中央亮纹比b光的宽 D. 分别用a和b在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的大 ‎【答案】A ‎【解析】A、如图所示，根据光路的可逆性，若两束单色光a和b沿着co方向入射，则a光将发生全反射，而b光发生折射，则知，a光的临界角小于b光的临界角，由临界角公式得知，玻璃对a光的折射率较大，由分析得知，a光的速度比b光的小，故A正确；‎ B、玻璃对a光的折射率较大，则a光的频率大，波长短，故B错误；‎ C、a光的频率较大，波长较短，b光的频率较小，波长较长，波长越长衍射现象越明显，则a光的中央亮纹比b光的窄，故C错误；‎ D、a光的频率较大，波长较短，而干涉条纹的间距与波长成正比，故a光的条纹间距比b光的小，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】根据光路的可逆性，若两束单色光a和b沿着co方向入射，则a光将发生全反射，而b光发生折射，可见，a光的临界角小于b光的临界角，由临界角公式可判断出折射率的大小；由分析在玻璃中光速关系．玻璃砖对单色光的折射率越大，该光的频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，干涉条纹的间距与波长成正比．结合这些知识分析。‎ ‎9. 为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为 （ ）‎ A. B. C. 4d D. 4nd ‎【答案】D 点睛：光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象．此时光的透射性最强．‎ ‎10. 如图所示,单摆摆球的质量为m,做简谐运动的周期为T,摆球从左侧最大位移A处(偏角由静止开始释放,不计空气阻力,摆球运动到最低点B时的速度为v,则下列说法正确的是(   )‎ A. 摆球运动到B时加速度等于零 B. 摆球从A运动到B的过程中细线对小球拉力的冲量等于零 C. 摆球从A运动到B的过程中回复力的冲量大小等于mv D. 摆球运动到最低点B时绳对其拉力比重力大 ‎ ‎【答案】D ‎【解析】A、小球做圆周运动加速度不为零，故A错误；‎ B、从A到B的过程中，由动量定理得，拉力的冲量不为零，故B错误；‎ C、由动量定理可知，合力的冲量等于动量的变化量，故I=mv，故C错误；‎ D、小球做圆周运动，，周期公式，又r=l，联立解得，故D正确；‎ 故选D。‎ 二、多项选择题（7小题，每小题3分，共21分）‎ ‎11. 通过DIS实验系统和力传感器可以测量单摆摆动时悬线上的拉力的大小随时间变化的情况。某次实验结果如图所示，由此曲线可知（ ）‎ A. t=0.2s时摆球正经过最低点 B. 摆球摆动过程中机械能守恒 C. 摆球摆动的周期是T=0.6 s D. 单摆的摆长约为0.36m ‎【答案】AD ‎【解析】当悬线的拉力最大时，摆球通过最低点，由图读出t=0.2s时摆球正通过最低点．故A正确．摆球经过最低点时悬线的拉力随时间在减小，说明存在空气阻力，摆球机械能不断减小．故B错误．由图读出：摆球从最低点到最高点的时间为0.3s，则摆球的摆动周期大约1.2s．故C错误．根据 可求得摆长约为0.36m，选项D正确；故选AD.‎ 点睛：解决本题的关键知道单摆在摆动的过程中，经过最低点时，绳子的拉力最大，经过最高点时，绳子的拉力最小．从平衡位置开始计时，在一个周期内两次经过平衡位置．并考查读图能力，抓住最高点和最低点两个位置悬线拉力的特点分析周期．‎ ‎12.‎ ‎ 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图像如图所示。下列描述该波的图像可能正确的是（  ）。‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由振动图象可知t＝0时刻，a在正向最大位移处，b处在平衡位置且向下振动，当简谐波由b向a传播时，其可能的波形图如图所示。‎ 则a、b相距9 m，等于（n＋）λ，则（n＝0，1，2，3…）当n＝2时，λ＝4 m，只有A正确。当简谐波由a向b传播时，其可能的波形图如图所示，则a、b相距9 m等于（n＋）λ，即（n＝0，1，2，3…）当n＝0时，λ＝12 m，只有C正确。综上所述，AC正确，BD错误；故选AC。‎ 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】本题是机械波中多解问题，根据两个质点的状态，画出波形图进行分析是惯用的方法，根据波动图象上同一时刻两个质点的振动状态，画出可能的波形，得到距离9m与波长的关系式，求得波长的通项，得到波长的特殊值，即可进行选择。‎ 视频 ‎13. 在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径增大，则光源正( 　)‎ A. 加速上长 B. 加速下降 C. 匀速上升 D. 匀速下降 ‎【答案】BD ‎【解析】设临界角为，设透光圆面的半径匀速速度大小为，光源下沉的速度为，根据数学知识知：，得；不变，则知也不变，所以光源将匀速下沉，故D正确．故选D．‎ ‎14. 把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平画上，让单色光从上方射入如图(甲)，这时可以看到亮暗相间的同心圆如图(乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应 ( )‎ A. 将凸透镜的曲率半径变大 B. 将凸透镜的曲率半径变小 C. 改用波长更长的单色光照射 D. 改用波长更短的单色光照射 ‎【答案】AC ‎【解析】当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹；换一个表面曲率半径更小的凸透镜，出现亮条纹的这一厚度向中心偏移，知圆环的半径变小；用波长变短的光照射，则出现亮条纹的这一厚度需向中心偏移，则圆环的半径变小；因此要使半径变大，则可以将凸透镜的曲率半径变大；或者改用波长更长的单色光照射，故A、C正确，B、D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，路程差等于空气膜厚度的两倍；使牛顿环的曲率半径越小，出现亮条纹的这一厚度向中心偏移．从而得出圆环的半径的变化。‎ ‎15. 关于下面四幅图所对应的光学现象,下列说法正确的是(    )‎ A. 甲图可能是单色光形成的双缝干涉图样 B. 在乙漫画中,由于光的折射,岸上的人看到的鱼比鱼的实际位置要浅一些 C. 丙图为一束由红光、紫光组成的复色光c射入半球形玻璃体后分成光束a、b的光路图,可知其中a光为红光 D. 若丁图是光从空气射入玻璃中时的光路图,则其入射角是 ‎【答案】BD ‎【解析】图甲的中央条纹宽，是单缝衍射的图样，A错误；光从空气射入水中发生折射时，入射角大于折射角，岸上的人看到的鱼比鱼的实际位置要浅一些，B正确；紫光的折射率比红光大，相同入射角，当光从玻璃射入空气时，紫光的折射角大，a光束是紫光，b光束是红光，C错误；光从玻璃射入空气里时入射角小于折射角，故其入射角是30°，D正确．‎ ‎16. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为，总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（   ）。‎ A. 磁感应强度的大小为 B. 导线框运动速度的大小为 C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D. 在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】由E–t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01 V，根据E=BLv可知，B=0.2 T，选项A错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N，选项D错误；故选BC。‎ ‎【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题；关键是能通过给出的E–t图象中获取信息，得到线圈在磁场中的运动情况，结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图象中获取信息的能力。‎ ‎17. 如图所示,在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为,小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短.在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?(   )‎ A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为、、,满足 B. 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为和,满足 C. 摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为,满足 D. 小车和摆球的速度都变为,木块的速度变为,满足 ‎【答案】BC ‎【解析】碰撞的瞬间小车和木块组成的系统动量守恒，摆球可认为没有参与碰撞，速度在瞬间不变；若碰后小车和木块的速度变v1和v2，根据动量守恒有：，若碰后小车和木块速度相同，根据动量守恒定律有：，故B、C正确，A、D错误；‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】在小车和木块碰撞的过程中，由于碰撞时间极短，小车和木块组成的系统动量守恒，摆球在瞬间速度不变。‎ 三、填空题（2小题，每个空格2分，共16分）‎ ‎18. 在“测玻璃的折射率”实验中:‎ ‎(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是（____） ．‎ 必须选用上下表面平行的玻璃砖;‎ 选择的入射角应尽量小些;‎ 大头针应垂直地插在纸面上;‎ 大头针和及和之间的距离适当大些.‎ ‎(2)甲同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,OA为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得,‎ ‎,则可求出玻璃的折射率n=_______ .‎ ‎(3)乙同学使用同一个玻璃砖完成实验,却发现测出的折射率明显大于理论值,反复检查实验操作过程后认为是用铅笔描出玻璃砖上下表面时候出现了操作失误,由此可以判断该同学作出的两界面间距 ___________玻璃砖的实际宽度.(选填“大于”、“小于”).‎ ‎【答案】 (1). CD (2). n= 1.75 (3). 小于 ‎（2）图中作为入射光线，是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到：，又AO=OC，则折射率．‎ ‎（3）如果两界面间距偏大，则折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小，故应两界面间距小于玻璃砖的实际宽度 考点：“测玻璃的折射率”实验 ‎19. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。‎ ‎（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=______mm(允许误差)、对准第4条时读数x2=_______mm(允许误差)‎ ‎（2）已知已知单缝与双缝的距离L1=60mm，双缝与屏的距离L2=700mm，单缝宽d1=0.10mm，双缝间距d2为0.25mm，写出计算波长λ的表达式，λ=_____________（用x1、 x2 、L1、 L2、d1、d2表示）。求得所测红光波长为_________nm。‎ ‎（3）在屏上观察到了干涉条纹．如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变________；（选大或小）‎ ‎【答案】 (1). x1= 2.190mm(允许误差) (2). x2= 7.869 mm(允许误差) (3). λ=d2(x2 –x1 )/3L2 (4). 676nm (5). 小 ‎【解析】(1)图丙中左边螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm，可动刻度读数为0.01×19.0mm=0.190mm,则最终读数为：x1=2mm+0.188mm=2.190mm；‎ 右边的螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm，可动刻度读数为0.01×36.8mm=0.368mm，则最终读数为：x2=7.5mm+0.368mm=7.868mm；‎ 由题得：相邻亮纹的间距 ‎(2)根据双缝干涉条纹的间距公式得：，由题意有： ， ， ，代入上式得：；‎ ‎(3)根据可知，将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变小；‎ 四、计算题（4小题，共33分）‎ ‎20. 一列横波在x轴上传播，t1=0和t2=0．005s时的波形，如图所示的实线和虚线，求：‎ ‎(1)设周期大于，求波速；‎ ‎(2)设周期小于，并且波速为6000m/s，求波速的传播方向。‎ ‎【答案】(1)周期大于,波右传时,速度为400 ;左传时,波速为1200 . (2)波的传播方向向左(x轴负方向).‎ ‎【解析】【分析】）由图读出波长．根据波形的平移法，结合波的周期性，得出波传播的距离与波长的关系，求出波长的通项，再求解波速通项；当波速为6000m/s时，求出△t=0.005s时间内波的传播距离，根据波形的平移法确定波传播方向；‎ 解：当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离；‎ 由图知，波长 ‎(1)因 ‎，所以波传播的距离可以直接由图读出，若波向右传播，则在0.005s内传播了2m，故波速为；‎ 若波向左传播，则在0.005s内传播了6m，故速度为 ‎(2)因，所以波传播的距离大于一个波长，在0.005s内传播的距离为 因，即，因此，可得波的传播方向沿x轴的负方向。‎ ‎21. 如图所示，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率为n=，玻璃介质的上边界MN是屏幕．玻璃中有一正三角形空气泡，其边长l =40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行．激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．‎ ‎（1）画出光路图．‎ ‎（2）求两个光斑之间的距离L．‎ ‎【答案】（1). （2）两个光斑之间的距离L为.‎ ‎【解析】①画出光路图如图所示．‎ ‎②在界面AC，a光的入射角i=60°．‎ 由光的折射定律有：‎ 代入数据，求得折射角r=30°‎ 由光的反射定律得，反射角i′=60°．‎ 由几何关系易得：△ODC是边长为0.5l的正三角形，△COE为等腰三角形，CE=OC=0.5l．‎ 故两光斑之间的距离L=DC+CE= l =40cm．‎ ‎22. 如图所示，物块A、C的质量均为m，B的质量为2m，都静止于光滑水平台面上，A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连。初始时刻细线处于松弛状态，C位于A右侧足够远处。现突然给A一瞬时冲量，使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动，A与C相碰后，粘合在一起。‎ ‎（1）A与C刚粘合在一起时的速度为多大？‎ ‎（2）若将A、B、C看成一个系统，则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中系统损失的机械能。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：（ⅰ）轻细线绷紧的过程，A、B组成的系统动量守恒，‎ 解得 之后A、B均以速度v1‎ 向右匀速运动，在A与C发生碰撞过程中，A、C组成的系统动 量守恒 解得 ‎（ⅱ）轻细线绷紧的过程，A、B组成的系统机械能损失为 在A与C发生碰撞过程中，A、C组成的系统机械能损失为 全过程A、B、C这一系统机械能损失为 考点：考查了机械能守恒，能量守恒定律的应用 ‎【名师点睛】本题考查了求速度、系统损失的机械能等问题，分析清楚运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题．‎ ‎23. 如图所示,两条平行的水平金属导轨相距 ,金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为 ,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中.金属棒PQ的质量为 ,MN,PQ电阻分别为 和.MN 置于粗糙水平导轨上,PQ置于光滑的倾斜导轨上,两根金属棒均与导轨垂直且接触良好.MN棒在水平外力 的作用下以 的速度向右做匀速直线运动,PQ则在平行于斜面方向的力 作用下保持静止状态.此时PQNM回路消耗的电功率为 ,不计导轨的电阻,水平导轨足够长,MN始终在水平导轨上运动. ( ,)求:‎ ‎(1)磁感应强度B的大小;‎ ‎(2) 的大小和方向;‎ ‎(3)若改变 ‎ 的作用规律,使MN棒从静止开始运动,运动速度v与位移x满足关系: ,PQ棒仍然静止在倾斜轨道上.求MN棒从静止开始到 的过程中,MN棒产生的焦耳热.‎ ‎【答案】(1) 1T (2) ,方向沿斜面向上 (3) ‎ ‎【解析】【分析】MN向右运动切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，PQ相当于外电路．要求PQ消耗的功率，要先MN产生的感应电动势，由欧姆定律求出电路中电流，即可求得磁感应强度；根据闭合电路的欧姆定律和平衡条件联立求解；速度v与位移x成正比，可知电流I、安培力也与位移x成正比，可安培力的平均值求解安培力做的功，再功能关系即可求出系统产生的焦耳热；‎ 解：(1)根据法拉第电磁感应定律可得：‎ 根据电功率的计算公式可得：‎ 代入数据得：B=1T ‎(2)根据闭合电路的欧姆定律可得：‎ 根据安培力的计算公式可得：‎ 根据平衡条件可得：‎ 代入数据：F2=0.4 N F2的方向沿斜面向上 ‎(3)MN棒做变加速直线运动，因为速度v与位移x成正比，所以电流I、安培力F安也与位移x成正比，当x=5 m时：‎ 克服安培力做功为：‎ 根据功能关系可得：‎ 根据能量分配关系可得MN棒产生的焦耳热