安徽省安庆市名校2022-2023高二下学期3月检测3物理试卷（答案）

安庆名校 2022-2023 第二学期高二物理检测 3
满分：100 分 考试时间：75分钟 范围：电磁感应
一、单选题(每小题 4分，满分 28分)
1. 如图，长为 1m的金属直棒以 1m/s 的速度沿倾角 60°的绝缘斜面匀速下滑，斜面处在方向竖直向下、磁感应强
度为 0.1T 的匀强磁场中．则在金属棒匀速下滑的过程中
A．棒内电子受洛仑兹力作用，棒受到安培力作用
B．棒内电子不受洛仑兹力作用，棒不受安培力作用
C．棒两端的电压为 0.05V
D．棒两端的电压为 0.1V
2. 如图（a）所示，半径为 r 的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内，缺口两端引出两根导线，与电阻 R 构成闭
合回路，若圆环内加一垂直于纸面的变化的磁场，变化规律如图（b）所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正，不
计金属圆环的电阻，以下说法正确的是（ ）
A．0~1s 内，流过电阻 R 的电流方向为 a→R→b
B．2~3s 内，穿过金属圆环的磁通量在减小
C．t=2s 时，流过电阻 R 的电流方向发生改变
D．t= 22s 时，Uab = r B0 （V）
3. 如图所示，金属棒 AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒 AB和导轨
电阻均忽略不计。导轨左端接有电阻 R，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以水平向右的恒定外力 F拉
着棒 AB从静止开始向右移动，t 秒末棒 AB速度为 v，移动的距离为 L，且在 t秒内速度大小一直在变化，则下列
判断正确的是（ ）
A．t 秒内 AB 棒所受的安培力方向水平向左，大小保持不变
B．t 秒内外力 F做的功等于电阻 R上产生的焦耳热
C．t 秒内 AB 棒做匀加速运动
2FL
D．t 秒末外力 F做功的功率小于
t
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4. 如图所示，MN和 PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为 L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连
接右端接一个阻值为 R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为 d、方向竖直向上、磁感应强度大小为 B的匀强
磁场质量为 m、电阻也为 R的金属棒从高度为 h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导
轨间的动摩擦因数为 ，金属棒与导轨间接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中（ ）
Bd 2gh
A．流过金属棒的最大电流为
2R
BdL
B．通过金属棒的电荷量小于
2R
C．克服安培力所做的功为 mgh
mgh mgd
D．金属棒产生的焦耳热为
2
5. 加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标。如图所示，甲、乙分别是目前被广泛采用的
两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（二组线圈，图中 1和 4；2和 5；3和 6所示）
交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同的是甲图所示
电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕在软铁上的闭合线圈。通过电磁驱动转子转动，可以为电动
汽车提供动力。假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（ ）
A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同
B．电机稳定工作时，乙电机产生的焦耳热相对较少
C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大
D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，可以通过反向发电从而回收动能
6. 如图所示，正方形导线框 abcd 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 的
变化关系如图乙所示，t = 0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的ab 边受到的安培力 F
随时间 t 的变化关系的是（规定水平向左为 F的正方向）（ ）
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A． B．
C． D．
7. 如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨 abc和 de，ab与 de平行并相距为 L，bc是以 O为圆心的半径为 r的
圆弧导轨，圆弧 be左侧和扇形 Obc 内有方向如图的匀强磁场，磁感应强度均为 B，a、d 两端接有一个电容为 C的
电容器，金属杆 OP的 O端与 e 点用导线相接，P端与圆弧 bc 接触良好，初始时，可滑动的金属杆 MN静止在平行
导轨上，金属杆 MN质量为 m，金属杆 MN和 OP电阻均为 R，其余电阻不计，若杆 OP绕 O 点在匀强磁场区内以角速
度ω 从 b到 c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（ ）
A．杆 OP产生的感应电动势恒为 Bωr2
BC r 2
B．电容器带电量恒为
2
C．杆 MN中的电流逐渐减小
B2 2r2L
D．杆 MN向左做匀加速直线运动，加速度大小为
4mR
二、多选题(每小题 6分，满分 24 分)
8. 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为
了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿
过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是( )
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针方向
B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力增大
C．从图中可以看出，第 2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第 3个线圈是不合格线圈
9. 如图 1所示，水平边界 MN上方有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为 B的匀强磁场，ab边长为 0.5m的矩形金
属线框 abcd在竖直向上的拉力 F 作用下由静止开始向上做匀加速直线运动，开始时 ab边离 MN距离为 0.5m，拉力
F随时间变化的规律如图 2所示，已知重力加速度取 10m/s2 ，金属线框的电阻为 1Ω，则（ ）
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2
A．金属框匀加速运动的加速度大小为 2m/s
B．金属线框的质量为 0.5kg
C．匀强磁场的磁感应强度大小为 1T
D．线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为 1.5C
10. 如图所示，光滑且足够长的两平行金属导轨固定在同一水平面上，两导轨间的距离 L ，定值电阻R1 = 2R0 ，
R2 = R0 ，导轨上放一质量为m的金属导体棒ab ，棒的电阻为 r = R0 。整个装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，
磁场的方向垂直于导轨平面向上，不计其它电阻，现用一拉力 F沿水平方向向左拉棒，使棒以速度v0向左匀速运动，
则关于通过两定值电阻的感应电流 I1、 I 2 ，电荷量 q1、q2，产生的热量Q Q1、 2以及外力 F 的功率 P 随时间变化的
图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11. 如图，水平面上有足够长的两平行导轨，导轨间距 L=1m，导轨上垂直放置一个质量 m=0.1kg、电阻 R=1Ω、长
度为 L的导体棒，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数 μ=0.4，垂直于导轨平面有竖直向
下的匀强磁场，磁感应强度大小 B1=1T。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积 S=0.5m
2、总电阻 r=1.5Ω、匝
数 N=100的圆形线圈，线圈内有一面积 S 20=0.25m 的圆形磁场区域，磁场沿线圈轴线方向向上且大小随时间变化规
律为 B 22=0.2t，g=10m/s ，不计导轨电阻，两磁场互不影响，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈内的感应电动势 E=10V
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B．闭合开关 S瞬间导体棒受到的安培力为 2N
C．闭合开关 S后，导体棒运动的最大速度 vm=5m/s
D．若导体棒从静止开始滑过距离 x=1.5m获得最大速度 vm，在此过程中，流过导体棒的电荷量 q为 0.65C
三、解答题（48分）
12. （16分）（2022秋·湖北）如下图所示，在倾角 θ=37°的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨（电阻可忽略
不计），相距 L=1.0m。导轨处于磁感应强度 B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，下端接有一阻值
为 R=0.4Ω 的电阻。一根质量 m=1.0kg、电阻 r=0.1Ω的导体棒 MN 垂直跨放在导轨上，该导体棒与导轨间的动摩
擦因数 μ=0.5。导体棒受到平行于导轨向上的 F=12N恒定外力作用，由静止开始沿导轨向上加速运动，运动位移
2
为 x=1m 时速度达到最大，重力加速度 g=10m/s ，求：
（1）导体棒最大加速度的大小；
（2）导体棒最大速度的大小；
（3）导体棒从静止到最大速度的过程中电阻 R上产生的焦耳热。
13. 电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其简化原理示意图如图丙所示。假设图中直流电源电
动势为 E=45V（内阻不计），电容器的电容为 C=22F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 l=1m，电阻
不计。炮弹可视为一质量为 m=2kg，电阻为 R=5Ω的金属棒 MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接
触。导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为 B=2T 的匀强磁场。接通电路后 MN开始向右加速运动，经
过一段时间后回路中电流为零，MN 达到最大速度，之后离开导轨。求：
（1）直流电源的 a端是正极还是负极？
（2）若用导线将 1、2连接让直流电源供电，MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）若开关先接 1，使电容器完全充电；然后将开关接至 2，MN离开导轨时的最大速度的大小。
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14. 如图所示，两条间距d = 0.5m的平行金属导轨水平放置，导轨左端接一电容C = 1.2F的电容器，右端接一阻值
为 R = 2.5Ω的定值电阻，图中的各虚线均与导轨垂直。导轨的CD和C D 段光滑，其余部分粗糙，OC、O C 为绝缘
棒，连接导轨的左、右两部分。左侧 AA O O 区域和右侧CC D D 区域有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度
均为B = 1T 。质量为m1 = 0.3kg 的金属棒甲垂直放在导轨 AA 的位置，质量为m2 = 0.1kg的金属棒乙垂直放在导轨
BB 位置。某时刻给金属棒甲施加与导轨平行的恒力 F，当金属棒甲运动到OO 位置时撤去拉力 F ，金属棒甲继续
向右运动与静止在BB 处的金属棒乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终金属棒甲恰好停在CC （绝缘部分）。已
9
知两金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为 = 0.4， AA 与OO 的距离为 L1 = 2.5m，OO 与BB 的距离为 L2 = m ，
8
BB 与CC 的距离为 L3 = 0.5m，CC 与DD 的距离为L4 = 2m，两金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，两金
属棒电阻不计，重力加速度 g取10m/s2 ，求：
（1）金属棒甲与乙碰后，甲的速度大小；
（2）恒力 F的大小；
（3）金属棒乙离开磁场时的速度以及乙穿过磁场过程中电阻 R上产生的焦耳热。（结果可带根号）
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参考答案：
1. 【来源】四川省成都市树德中学 2022-2023 学年高二上学期期末物理试题
【答案】C
【详解】AB.在金属棒匀速下滑的过程中，棒内电子磁场中运动，速度方向与磁场不平行，
电子要受洛仑兹力作用．由于棒中没有电流，所以棒不受安培力作用，故 AB 错误．
CD.棒产生的感应电动势 E=BLvcos60°=0.1×1×1×0.5V=0.05V，由于棒中无电流，则棒两端
的电压等于棒产生的感应电动势，所以棒两端的电压为 0.05V．故 C 正确，D 错误．
2. 【来源】黑龙江省佳木斯市富锦市第一中学 2022-2023 学年高二上学期期末物理试题
【答案】D
【详解】A．规定磁场方向垂直纸面向里为正，根据楞次定律，在 0~1s 内，穿过线圈向里
的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，那么流过电阻 R 的
电流方向为 b→R→a ，故 A 错误；
B．由题图乙可知，在 2~3s 内，穿过金属圆环的磁通量在增大，故 B 错误；
C．1~2s 内，磁通量向里减小，由楞次定律可知，产生的电流方向为 a→R→b，2~3s 磁通
量增大，且磁场反向，由楞次定律可知，产生的电流方向为 a→R→b，所以 t=2s 时，流过
电阻 R 的电流方向没有发生改变，故 C 错误；
D．当 t=2s 时，根据法拉第电磁感应定律
B
E = s = r2B0
t
因不计金属圆环的电，因此
U = E = r 2B0
故 D 正确。
故选 D。
3. 【来源】广东省东莞市 2022-2023 学年高三上学期期末教学质量检查物理试题
【答案】D
【详解】A．由右手定则可知，AB 棒向右运动切割磁感线将产生的感应电流方向为 B→A，
由左手定则判断得知，AB 棒所受的安培力方向水平向左。根据安培力表达式
B2 L2v
F = BIL =
安
R ，可知随着棒的速度增大，安培力也增大。故 A 错误；
B．因棒 AB 向右做加速运动，电路中产生内能，由能量守恒定律得知，外力 F做的功等于
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电阻 R放出的电热和棒 AB 的动能之和。故 B 错误；
C．t秒内，拉力大于安培力，而且速度增大，安培力增大，合力减小，则 AB 棒做加速度
逐渐减小的变加速运动。故 C 错误；
D．t秒末外力 F做功的功率为P = Fv，v是 t秒末瞬时速度，由于棒做加速度逐渐减小的变
加速运动，所以
v L
＜
2 t
2FL
因此 t秒末外力 F做功的功率小于 t 。故 D 正确。
故选 D。
4. 【来源】山西省怀仁市 2021-2022 学年高二上学期期末调研物理试题
【答案】D
【详解】A．金属棒从高度为 h的光滑轨道上静止下滑，只有重力做功，由动能定理有
1
mgh = mv2 0
2
可得棒进入磁场的速度为
v = 2gh
金属棒进入磁场后切割磁感线产生感应电流，受摩擦力和安培阻力而做变减速直线运动，则
刚进入磁场时的速度最大，产生的感应电流最大，有
BLv BL 2gh
Im = =
2R 2R
故 A 错误；
B．金属棒穿过磁场的过程，产生的平均电流为
E
I =
2R
电路产生的平均电动势为
BLd
E = =
t t
而电路产生的电量为
q = I t
联立可得电路产生的电量为
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BLd
q =
2R
故 B 错误；
C．对金属棒穿过磁场的过程由能量守恒定律
1
mgd W =0 mv2
F克
2
联立可得克服安培力做功为
W =mgh mgd
F克
故 C 错误；
D．克服安培力做功等于让电路产生焦耳热有
W = Q
F克
电路共有金属棒和定值电阻串联，其阻值均为 R，则金属棒上的热量为
Q mgh mgd
Q1 = =
2 2
故 D 正确。
故选 D。
5. 【来源】北京市海淀区 2021-2022 学年高三（下）期末练习（二模）物理试题
【答案】D
【详解】
A．乙电机中，转子也是线圈，乙转子的转动是由于穿过转子线圈的磁通量发生变化而产生
感应电流，电流受安培力作用而运动，相当于电磁驱动，安培力阻碍定子和转子间的相对运
动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，故 A 错误；
B．乙电机中，转子也会产生焦耳热，故产生的焦耳热较多，故 B 错误；
C．转速越接近，则磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，故 C 错误；
D．停止供电后，甲的转子是磁铁，甲电机转子由于惯性旋转，使得线圈中磁通量发生变化，
产生反向感应电流，反向发电从而回收动能，故 D 正确。
故选 D。
6. 【来源】江苏省南京市六校 2022-2023 学年高三上学期 11 月联合调研物理试题
【答案】A
【详解】0 1s 内磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应
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电流，由公式
B
E = = S
t t
可知产生的感应电动势恒定，由于
E
I =
R
则电流恒定，由于
F = BIL
可知磁感应强度均匀减小，则线框的ab 边受到的安培力 F 均匀减小，由左手定则可知安培
力方向水平向左，为正值。1 3s 内磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生
顺时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应
强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。3 5s内
磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势
恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀减小，安培力均匀减小，由
左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。5 6s 内磁场方向向里且均匀增大，由楞次定
律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式
可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，
为负值。
故选 A。
7. 【来源】浙江省浙南名校联盟 2022-2023 学年高三上学期第一次联考物理试题
【答案】C
【详解】A．杆 OP产生的感应电动势恒为
r 1
E = Brv = Br = B r 2
2 2
故 A 错误；
BC．由右手定则知 OP产生的感应电流方向为由 O到 P，则MN杆中电流方向为由 M到 N，
由左手定则知MN杆受到向左的安培力，MN杆向左做加速运动，也产生感应电流，与 OP
产生的电流方向相反，根据
EMN = BLvMN
随着MN的速度增加，回路中电动势的和逐渐减小，电流减小，电容器的电压减小，则极板
电荷量逐渐减小，故 B 错误，C 正确；
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D．回路中电流逐渐减小，杆 MN受到的安培力逐渐减小，则杆向左做加速度逐渐减小的加
速直线运动，故 D 错误。
故选 C。
8. 【来源】广东省广州市四校 2022-2023 学年高二上学期期中联考物理试题
【答案】BD
【详解】A.楞次定律知，若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为顺时
针方向，故 A 不符合题意．
B.若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，线圈通过磁场区域更快，由法拉第电磁感应
定律可知，产生的感应电动势更大，感应电流更大，所受的安培力也更大，故 B 符合题意．
CD.由题图知 1、2、4……线圈都滑动了相同的距离，而第 3 个线圈没有，则第 3 个线圈为
不合格线圈，故 C 不符合题意，D 符合题意．
9. 【来源】安徽省安庆市 2022-2023 学年高三上学期阶段性测试联考物理试题（三）
【答案】BD
【详解】A．由图像可知 0-0.5s 内金属框受到恒定的重力和拉力，做匀加速度运动，则有
1
x = at 2
2
解得
a = 4m/s2
故 A 错误；
B．金属框进入磁场前，根据牛顿第二定律有
F mg = ma
解得
m = 0.5kg
故 B 正确；
C．ab边运动到MN处时，金属框的速度为
v = at = 4 0.5m/s = 2m/s
金属框 ab边切割磁感线产生的感应电动势为
E = BLv
根据闭合电路欧姆定律有
答案第 5 页，共 12 页
E
I =
R
根据牛顿第二定律有
F mg BIL = ma
解得
B = 2T
故 C 错误；
D．0.5s-1.0s，金属框运动距离为
1 1
x = x x = at 2 x = 4 1.02 m 0.5m=1.5m
2 2
由图像可知 t=1.0s 时 cd边恰好进入磁场，线框中有感应电流的时间为 0.5s，则通过线框截
面的电量为
BL x
t
E t BL x 2 0.5 1.5Q = It = t = = = C =1.5C
R R R 1
故 D 正确。
故选 BD。
10. 【来源】全国重点高中 2022-2023 学年高三上学期新百年竞优联考物理试题
【答案】AC
【详解】A．拉力 F使棒以速度v0向左匀速运动，则感应电动势为
E = BLv0
R
外电阻 1
R
与 2
R = 2R
并联，且 1 2 ，根据闭合电路欧姆定律有
E 3BLv
I = = 0
R1R2 + r 5R0
R1 + R2
根据并联关系电流与电阻从反比可得
R 1 BLv
I = 21 I = I =
0
R1 + R2 3 5R0
R 2BLv
I = 1
2
I = I = 02
R1 + R2 3 5R0
故有
I2 = 2I1
故 A 正确；
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B．由q = It ，可知相同时间内有q2 = 2q1，且电荷量是电流强度随时间的积累量，图线应该
过坐标原点，故 B 错误；
Q = I 2C．根据 Rt
Q = 2Q
，可知相同时间内有 2 1，且热量是电流的热功率随时间的积累量，图
线应该过坐标原点，故 C 正确；
D．导体棒匀速运动，根据受力平衡有
3B2L2v
F = F = BIL = 0A
5R0
则外力 F的功率为
3B2L2v2
P = Fv = 00
5R0
故 P t 图线应该是一条水平直线，故 D 错误。
故选 AC。
11. 【来源】湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟 2022-2023 学年高二上学期期中联考
物理试题
【答案】BD
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律得
B
E = N 2 S =100 0.2 0.25V = 5V
0
t
故 A 错误；
B．闭合开关 S 瞬间回路中电流
E 5
I = = A=2A
R + r 1+1.5
导体棒受到的安培力为
F = B IL = 2N
1
故 B 正确；
C．导体棒受力平衡时，速度最大，则有
E B Lv
1 m B L = mg
1
R + r
答案第 7 页，共 12 页
解得
v = 4m/s
m
故 C 错误；
D．对导体棒有
E B Lv
1 B L t mg t = m v
1
R + r
变形得
EB L B 2L2
( 1 mg) t 1 s = m v
R + r R + r
累加得
EB L B 2L2
( 1 mg)t 1 x = m v
m
R + r R + r
解得
t = 0.625s
对导体棒有
BiL t mg t = m v
1
即
B L q mg t = m v
1
累加得
B Lq mgt = m v
1 m
解得
q = 0.65C
故 D 正确。
故选 BD。
12. 【来源】湖北省重点高中智学联盟 2022-2023 学年高二上学期期末联考物理试题
【答案】（1）2m/s2；（2）1m/s；（3）1.2J
【详解】（1）导体棒开始运动时有最大加速度 amax，由牛顿第二定律得
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F mg sin f = mamax
又
f = mg cos
联立解得
amax=2m/s2
（2）导体棒沿导轨向上做加速度减小的变加速运动，当加速度减为 0 时有最大速度 vmax，
则
F mg sin f Imax BL = 0
又
BLv
I = maxmax
R + r
联立解得
vmax=1m/s
（3）对导体棒从开始运动至达到最大速度过程中由动能定理得
1
Fx mgxsin mgxcos W = mv2
克安 max
2
又据功能关系得
W = QR +Q克安 r
而
QR R=
Qr r
联立得
QR =1.2J
13. 【来源】辽宁省鞍山市普通高中 2023 届高三下学期第一次模拟联考物理试题
【答案】（1）负极；（2）22.5m/s；（3）22m/s
【详解】（1）由于电磁炮受到的安培力方向水平向右，电流由 N流向 M，所以直流电源的 a
端为负极；
（2）电磁炮向右加速，切割磁感线运动产生的感应电动势增大到等于直流电源的电动势时，
回路中电流为零，电磁炮速度达到最大。
由
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E=Blvm1
E=45V
可得最大速度
vm1=22.5m/s
（3）电容器放电前所带的电荷量为
Q1 = CE
开关接 2 后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值 vm时，MN上的感应电动势
E = Blvm
当电容器板间电压降到U = E 时，电路中电流为零，电磁炮速度达到最大
电容器所带电荷量
Q2 = CU = CE
设在电容器放电过程中 MN 中的平均电流为 I ，MN 受到的平均安培力
F = BIl
由动量定理
F t = mvm 0
由于
I t =Q Q =C(E E 1 2 )
联立解得
vm=22m/s
14. 【来源】河南省五市 2023 届高三上学期第一次联考理科综合物理试题
【答案】（1）2m / s ；（2）4.2N；（3）3 2m / s ，0.7J
L
【详解】（1）根据题意可知，碰后甲继续向右运动并最终停在CC ，运动的位移为 3 ，根
据动能定理有
1
m gL = 0 m 21 3 1v1
2
解得
v 1 = 2m / s
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（2）根据题意可知，甲、乙发生弹性碰撞，根据动量守恒有
m v = m v 1 1 1 1 +m2v2
根据机械能守恒有
1
m v2
1
= m v 2
1
+ m v21 1 1 1 2 2
2 2 2
解得甲碰前、乙碰后的速度分别为
v1 = 4m / s， v2 = 6m / s
从 F 撤去到碰撞前，根据动能定理有
1 2 1 m1gL2 = m1v1 m1v
2
2 2
代入数据解得 F 撤去时甲的速度
v = 5m / s
对金属棒甲在磁场运动过程中，电容器两极板间电压变化
ΔU = BdΔv
电容器所带电荷量的变化量
Δq = CΔU = CBdΔv
金属棒中的电流
Δq Δv
I = = CBd = CBda
Δt Δt
根据牛顿第二定律有
F m1g BId = m1a
得
F m
a = 1
g
CB2d 2 +m1
即金属棒甲在磁场做匀变速运动，则有
v2 = 2aL1
解得
a = 5m / s2
联立解得
F = a (m1 +CB2d 2 ) + m1g
解得
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F = 4.2N

（3）根据题意，设碰后乙到达左侧磁场边界时的速度为v2，根据动能定理有
1 1
m2gL = m v
2
3 2 2 m v
2
2 2
2 2
解得
v 2 = 4 2m / s
乙穿过磁场过程，根据动量定理有
BIdΔt = m 2v2 m2v2
又

E Δt BdLq = IΔt = Δt = Δt = 4
R R R
联立解得
v 2 = 3 2m / s
由能量守恒定定律有，电阻 R上产生的焦耳热
1 1
Q = m2v
2
2 m2v
2
2
2 2
代入数据解得
Q = 0.7J
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安徽省安庆市名校2022-2023高二下学期3月检测3物理试卷（答案）