四川省泸州市2025-2026学年高二上学期1月期末物理试题（原卷版+解析版）

这是一份四川省泸州市2025-2026学年高二上学期1月期末物理试题（原卷版+解析版），共19页。试卷主要包含了8kg的重物等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.考生领到答题卡后，须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号，并在答题卡背面用2B铅笔填涂座位号。
2.考生回答选择题时，选出每小题答案后，须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。考生回答非选择题时，须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。
3.本试题卷分为选择题和非选择题两部分，选择题1~2页，非选择题3~4页，考试时间75分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在“用电流传感器测量电容器放电电荷量”的实验中，某同学用电流I随时间t变化的图线与坐标轴所围的面积，得到了某段时间内电容器放电的电荷量Q。已知国际单位制中，电流的基本单位是A，时间的基本单位是s。则用基本单位来表示电荷量的单位应为（ ）
A. CB. C. A/sD. s/A
2. 小聪用梳子梳头发，梳子带上了负电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 梳头发时有电子从头发转移到梳子
B. 梳头发时有电子从梳子转移到头发
C. 带电的梳子静止不动会产生电磁波
D. 带电的梳子匀速运动会产生电磁波
3. 物理学基本原理是科技发展的基石，其应用深刻影响着生产生活。下列关于电磁学基本原理及其应用的说法，正确的是（ ）
A. 回旋加速器两D形盒间应接直流电源
B. 某品牌微波炉炉门带有金属网是为了散热
C. 油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了避免静电积累
D. 地月通信使用电磁波，是因为电磁波传播时需要介质
4. 磁电式电流表内部结构如图甲所示，其极靴间的磁场分布如图乙所示。未通电时线圈静止在图中实线位置，通电后线圈顺时针旋转至虚线位置停下来。下列判断正确的是（ ）
A. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向外，转动过程中穿过线圈的磁通量增加
B. 线圈右侧导线中电流垂直纸面向里，转动过程中穿过线圈的磁通量增加
C. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向外，转动过程中穿过线圈的磁通量减少
D. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向里，转动过程中穿过线圈的磁通量减少
5. 如图所示，实线为甲、乙两点电荷产生的电场中的一条电场线，虚线为两点电荷连线的中垂线。下列判断正确的是（ ）
A. 甲、乙均带正电，甲的电荷量小于乙的电荷量
B. 甲、乙均带正电，甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 甲带正电、乙带负电，甲的电荷量大于乙的电荷量
D. 甲带正电、乙带负电，甲的电荷量小于乙的电荷量
6. 如图所示，在匀强电场中有一椭圆，ab、cd分别是椭圆的长轴和短轴，O为ab、cd的交点，电场方向与椭圆平面平行。将电荷量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为，从c点移到d点电场力做功为W。则（ ）
A. 电场方向由a指向bB. 电场方向由c指向d
C. d点的电势比b点的电势低D. d点的电势比b点的电势高
7. 如图所示，直流电动机用绳子提升重物，电动机内阻，电源电动势，内阻，电动机的牵引力F与电流I的关系为（k为常数）。某次电动机以的速度竖直向上匀速提升质量的重物。不计空气阻力和摩擦，重力加速度大小。下列判断正确的是（ ）
A. ，该电动机能匀速提起质量为0.8kg的重物
B. ，该电动机能匀速提起质量为0.8kg的重物
C. ，该电动机不能匀速提起质量为0.8kg的重物
D. ，该电动机不能匀速提起质量为0.8kg的重物
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 电磁流量计常用来测量高黏度强腐蚀性流体流量。下列关于电磁流量计中的磁感应强度B、流体流动速度v、管道内电场E三者的方向，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 如图甲所示，将一个内阻为20Ω、满偏电流为1mA的表头串联一个电阻改装成测量范围为0~3V的电压表。用硬质导线将该电压表连接组成闭合回路abcd，使其在垂直纸面向外的匀强磁场中向右匀速运动。则（ ）
A. 甲图中串联电阻的阻值
B. 甲图中串联电阻的阻值
C. 乙图中a、b间无电势差，电压表有示数
D. 乙图中a、b间有电势差，电压表无示数
10. 如图所示，由相同材料的导线制成的甲、乙两个正方形刚性线框，两线框的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线框的边长是乙的2倍。将两个线框垂直放于同一匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加。则（ ）
A. 甲、乙线框的感应电动势之比为4:1
B. 甲、乙线框的感应电流之比为2:1
C. 甲、乙线框的发热功率之比为4:1
D. 甲、乙线框每条边所受安培力之比为4:1
三、非选择题：本题共5小题，共54分，其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“探究变压器电压与匝数关系”的实验中，某小组使用如图甲所示的可拆式变压器进行探究。
（1）关于实验原理与操作，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验主要用了控制变量法
B. 副线圈电压可用多用电表直流电压挡测量，测量时应先用大量程挡试测
C. 为了人身安全，应将不超过16V的低压交流电源接在乙图左侧线圈的两接线柱上
D. 变压器工作时，电流从原线圈通过铁芯传到副线圈
（2）变压器铁芯通常采用表面覆盖绝缘层的薄硅钢片平行叠压制成，而非整块铁芯。如图丙是顶部铁芯横梁的示意图，为了更好的传导磁场和减小涡流，安装横梁时应使每片硅钢片平面平行于（ ）
A. 平面abcdB. 平面abfeC. 平面aehd
（3）该小组组装变压器如图乙，选用匝数标注为n1=800匝的原线圈和n2=400匝的副线圈进行实验。原线圈接学生交流电源“6V”输出端，测得副线圈输出电压U2=2.6V。造成此实验结果的原因可能是________。（写出一条合理原因即可）
12. 某实验小组准备用伏安法测量未知电阻Rx的阻值，他们设计的实验电路如图甲所示，可供选择的实验器材如下：
待测电阻Rx（阻值约为几欧姆）
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）
电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.6Ω）
定值电阻R0（阻值5.0Ω）
滑动变阻器R1（额定电流2A）
滑动变阻器R2（额定电流1A）
电源E（电动势为6V，内阻不计）
开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
（1）图乙为选用滑动变阻器R1和R2测得电压U随滑片与左端距离x的变化图像。为了操作方便，滑动变阻器应该选择________（填“R1”或“R2”）。
（2）选用正确的滑动变阻器后，将滑动变阻器调至最左端，S2接1，然后闭合S1，调节滑片至某一位置，电压表和电流表示数如图丙所示，由图可知电压表的示数U1=________V，电流表的示数I1=________A。若直接以U1与I1的比值作为Rx的阻值，则测量值大于真实值，其原因是测量Rx的________（选填“电流偏小”或“电压偏大”）。
（3）为了更准确的测量Rx的阻值，小组成员将S2接2，此时电压表示数U2=2.42V，电流表示数I2=0.44A，则Rx的阻值为________Ω。
13. 如图所示，匀强电场中有一等腰直角三角形ABC，斜边AC的长度，电场方向与三角形所在平面平行且沿AC方向，电场强度大小。一个带正电的粒子在B点的速度方向垂直AC，运动过程中恰好经过C点。该粒子的比荷，不计粒子所受的重力。求：
（1）A、B间的电势差UAB；
（2）粒子在B点时的速度v0大小。
14. 如图所示，两根相互平行且足够长的水平光滑固定金属轨道，间距，左侧连接的电阻，处于方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中。静置于导轨上的导体棒，从时刻开始受到水平向右的恒力作用，当其位移时达到匀速。已知导体棒质量、电阻，长度。导体棒与导轨接触良好，导轨的电阻不计。求：
（1）时刻，导体棒加速度a的大小；
（2）导体棒匀速运动时的速度v的大小；
（3）导体棒从开始运动的过程中，电阻R产生的热量Q。
15. 如图所示，空间中有多个相同的匀强磁场区域，每个区域宽度和间距均为d，边界平行且足够长，磁场方向垂直纸面向外。一带电量为、质量为m的粒子从第1磁场区域左边界上的P点以大小为v、方向与边界夹角为60°的速度垂直射入磁场，粒子离开第1区域时与右边界恰好垂直。不计粒子所受的重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子从P点到离开第2磁场区域时间t；
（3）若只将粒子的速度大小改为2.5v，则粒子最远能运动到第几个磁场区域。高2024级高二年级上学期质量监测试题
物理
注意事项：
1.考生领到答题卡后，须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号，并在答题卡背面用2B铅笔填涂座位号。
2.考生回答选择题时，选出每小题答案后，须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。考生回答非选择题时，须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。
3.本试题卷分为选择题和非选择题两部分，选择题1~2页，非选择题3~4页，考试时间75分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在“用电流传感器测量电容器放电电荷量”的实验中，某同学用电流I随时间t变化的图线与坐标轴所围的面积，得到了某段时间内电容器放电的电荷量Q。已知国际单位制中，电流的基本单位是A，时间的基本单位是s。则用基本单位来表示电荷量的单位应为（ ）
A. CB. C. A/sD. s/A
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流定义式
则电荷量
故用基本单位来表示电荷量的单位应为
故选B 。
2. 小聪用梳子梳头发，梳子带上了负电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 梳头发时有电子从头发转移到梳子
B. 梳头发时有电子从梳子转移到头发
C. 带电的梳子静止不动会产生电磁波
D. 带电的梳子匀速运动会产生电磁波
【答案】A
【解析】
【详解】AB．梳子梳头发，梳子带上了负电荷，表明梳子得到电子，在梳子与头发摩擦起电过程中，电子从头发转移到梳子，导致梳子带负电、头发带正电，故A正确，B错误；
C．根据麦克斯韦电场理论可知，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，电场与磁场交替产生，由近及远向外传播形成电磁波，带电的梳子静止不动产生静电场，不会产生电磁波，故C错误；
D．带电的梳子匀速运动，形成恒定电流，产生恒定磁场，即没有产生周期性变化的磁场，因此不会产生电磁波，故D错误。
故选A。
3. 物理学基本原理是科技发展的基石，其应用深刻影响着生产生活。下列关于电磁学基本原理及其应用的说法，正确的是（ ）
A. 回旋加速器两D形盒间应接直流电源
B. 某品牌微波炉炉门带有金属网是为了散热
C. 油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了避免静电积累
D. 地月通信使用电磁波，是因为电磁波传播时需要介质
【答案】C
【解析】
【详解】A．回旋加速器的工作原理是利用交变电场周期性加速带电粒子，故A错误；
B．微波炉炉门的金属网基于电磁屏蔽原理，金属网孔尺寸小于微波波长，可反射电磁波，防止微波泄漏，保障安全，故B错误；
C．油罐车运输过程中，油品与罐壁摩擦易产生静电荷。铁链作为导体，将静电荷导入大地，避免电荷积累引发火花放电。故C正确；
D．电磁波可在真空中传播，无需介质，地月通信利用电磁波在真空中的传播特性，若需介质则无法实现太空通信。故D错误。
故选C。
4. 磁电式电流表的内部结构如图甲所示，其极靴间的磁场分布如图乙所示。未通电时线圈静止在图中实线位置，通电后线圈顺时针旋转至虚线位置停下来。下列判断正确的是（ ）
A. 线圈右侧导线中电流垂直纸面向外，转动过程中穿过线圈的磁通量增加
B. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向里，转动过程中穿过线圈的磁通量增加
C. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向外，转动过程中穿过线圈的磁通量减少
D. 线圈右侧导线中的电流垂直纸面向里，转动过程中穿过线圈的磁通量减少
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，线圈右侧导线受到的安培力向下，根据左手定则可知，线圈右侧导线中的电流垂直纸面向里；由图乙可知，转动前线圈的磁通量大于零，转动后线圈的磁通量等于零，所以转动过程中穿过线圈的磁通量减少。
故选D
5. 如图所示，实线为甲、乙两点电荷产生的电场中的一条电场线，虚线为两点电荷连线的中垂线。下列判断正确的是（ ）
A. 甲、乙均带正电，甲的电荷量小于乙的电荷量
B. 甲、乙均带正电，甲的电荷量大于乙的电荷量
C. 甲带正电、乙带负电，甲的电荷量大于乙的电荷量
D. 甲带正电、乙带负电，甲的电荷量小于乙的电荷量
【答案】B
【解析】
【详解】由于电场线的切线方向表示电场强度的方向，如图所示
由图可知，中垂线上该点电场强度切线向上，甲乙在该点产生的电场方向连线向外，所以甲乙均带正电，甲产生的电场的电场强度较大，根据点电荷的场强公式可知，甲的电荷量大。
故选B。
6. 如图所示，在匀强电场中有一椭圆，ab、cd分别是椭圆的长轴和短轴，O为ab、cd的交点，电场方向与椭圆平面平行。将电荷量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为，从c点移到d点电场力做功为W。则（ ）
A. 电场方向由a指向bB. 电场方向由c指向d
C. d点电势比b点的电势低D. d点的电势比b点的电势高
【答案】D
【解析】
【详解】CD．由题意可知，将点电荷从O点移到d点，电场力做功为；将点电荷从O点移到b点，电场力做功为；根据可知，
则
又因为
所以d点的电势比b点的电势高，故C错误，D正确；
AB．结合以上分析可知，则将点电荷从a、O中点移到O点，电场力做功为，即a、O中点与c点电势相等，为等势面，且电场指向低电势，所以电场方向垂直a、O中点与c点连线斜向右下，故AB错误。
故选D。
7. 如图所示，直流电动机用绳子提升重物，电动机内阻，电源电动势，内阻，电动机的牵引力F与电流I的关系为（k为常数）。某次电动机以的速度竖直向上匀速提升质量的重物。不计空气阻力和摩擦，重力加速度大小。下列判断正确的是（ ）
A. ，该电动机能匀速提起质量为0.8kg的重物
B. ，该电动机能匀速提起质量为0.8kg的重物
C. ，该电动机不能匀速提起质量为0.8kg的重物
D. ，该电动机不能匀速提起质量为0.8kg的重物
【答案】C
【解析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律可得
对电动机，有，
联立解得，，
若电动机能匀速提起重物，则，，
联立可得
由于
所以
解得
所以
该电动机不能匀速提起质量为0.8kg的重物。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 电磁流量计常用来测量高黏度强腐蚀性流体的流量。下列关于电磁流量计中的磁感应强度B、流体流动速度v、管道内电场E三者的方向，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A．磁场B垂直纸面向里，流体向右流动，根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷受到的洛伦兹力向下，因此管道下侧积累负电荷、上侧积累正电荷，电场方向向下，故A正确；
B．磁场B水平向右，流体向右流动，此时带电粒子不受洛伦兹力，无法形成电场，故B错误；
C．磁场B垂直纸面向外，流体向右流动，根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此管道上侧积累负电荷、下侧积累正电荷，电场方向向上，故C正确；
D．磁场B水平向左，流体向右流动，此时带电粒子不受洛伦兹力，无法形成电场，故D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示，将一个内阻为20Ω、满偏电流为1mA的表头串联一个电阻改装成测量范围为0~3V的电压表。用硬质导线将该电压表连接组成闭合回路abcd，使其在垂直纸面向外的匀强磁场中向右匀速运动。则（ ）
A. 甲图中串联电阻的阻值
B. 甲图中串联电阻的阻值
C. 乙图中a、b间无电势差，电压表有示数
D. 乙图中a、b间有电势差，电压表无示数
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据欧姆定律得
解得，A错误，B正确；
CD．导体棒 ab切割磁感线，相当于电源，其两端会产生感应电动势
闭合回路 abcd整体在匀强磁场中运动，穿过回路的磁通量不变，回路中无感应电流，电压表没有读数，C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，由相同材料导线制成的甲、乙两个正方形刚性线框，两线框的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线框的边长是乙的2倍。将两个线框垂直放于同一匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加。则（ ）
A. 甲、乙线框的感应电动势之比为4:1
B. 甲、乙线框的感应电流之比为2:1
C. 甲、乙线框的发热功率之比为4:1
D. 甲、乙线框每条边所受安培力之比为4:1
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律
由此可知，感应电动势之比等于线框边长的平方之比，所以甲、乙线框的感应电动势之比为，故A正确；
B．设导线的横截面积为Sʹ，感应电流大小为
由于两线框质量相等，甲线框的边长是乙的2倍，则甲导线的横截面积为乙导线横截面积的，所以甲、乙线框的感应电流之比为1:1，故B错误；
C．线框的发热功率为
由于电流大小相等，所以发热功率之比等于电阻之比，根据电阻定律可知，电阻之比等于4:1，所以线框的发热功率之比为4:1，故C正确；
D．线框每条边所受安培力大小为
所以安培力大小之比等于线框边长之比，即比值为2:1，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分，其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“探究变压器电压与匝数关系”的实验中，某小组使用如图甲所示的可拆式变压器进行探究。
（1）关于实验原理与操作，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验主要用了控制变量法
B. 副线圈电压可用多用电表直流电压挡测量，测量时应先用大量程挡试测
C. 为了人身安全，应将不超过16V的低压交流电源接在乙图左侧线圈的两接线柱上
D. 变压器工作时，电流从原线圈通过铁芯传到副线圈
（2）变压器铁芯通常采用表面覆盖绝缘层的薄硅钢片平行叠压制成，而非整块铁芯。如图丙是顶部铁芯横梁的示意图，为了更好的传导磁场和减小涡流，安装横梁时应使每片硅钢片平面平行于（ ）
A. 平面abcdB. 平面abfeC. 平面aehd
（3）该小组组装变压器如图乙，选用匝数标注为n1=800匝的原线圈和n2=400匝的副线圈进行实验。原线圈接学生交流电源“6V”输出端，测得副线圈输出电压U2=2.6V。造成此实验结果的原因可能是________。（写出一条合理原因即可）
【答案】（1）C （2）B
（3）原线圈匝数标注值与实际值不符（或副线圈存在漏磁、实验存在测量误差等）
【解析】
【小问1详解】
A．本实验探究变压器电压与匝数关系，没有采用控制变量法，故A错误；
B．为了确保多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，故B错误；
C．为了人身安全，应将不超过16V的低压交流电源接在乙图左侧线圈的两接线柱上，故C正确；
D．变压器工作时，通过电磁感应使得副线圈中产生感应电流，并不是电流从原线圈通过铁芯传到副线圈，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
硅钢片的作用是形成闭合磁路，硅钢片中磁场变化引起在垂直于abcd平面内产生感应电流，所以为了减小涡流产生的热量，硅钢片应平行于平面abfe。
故选B。
【小问3详解】
由于原线圈匝数标注值与实际值不符或副线圈存在漏磁或实验存在测量误差、实验所用的变压器会产生电能损耗，其实际测量得到的副线圈电压将小于利用理想变压器变压公式得到的值。
12. 某实验小组准备用伏安法测量未知电阻Rx的阻值，他们设计的实验电路如图甲所示，可供选择的实验器材如下：
待测电阻Rx（阻值约为几欧姆）
电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）
电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.6Ω）
定值电阻R0（阻值为5.0Ω）
滑动变阻器R1（额定电流2A）
滑动变阻器R2（额定电流1A）
电源E（电动势为6V，内阻不计）
开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。
（1）图乙为选用滑动变阻器R1和R2测得电压U随滑片与左端距离x的变化图像。为了操作方便，滑动变阻器应该选择________（填“R1”或“R2”）。
（2）选用正确的滑动变阻器后，将滑动变阻器调至最左端，S2接1，然后闭合S1，调节滑片至某一位置，电压表和电流表示数如图丙所示，由图可知电压表的示数U1=________V，电流表的示数I1=________A。若直接以U1与I1的比值作为Rx的阻值，则测量值大于真实值，其原因是测量Rx的________（选填“电流偏小”或“电压偏大”）。
（3）为了更准确的测量Rx的阻值，小组成员将S2接2，此时电压表示数U2=2.42V，电流表示数I2=0.44A，则Rx的阻值为________Ω。
【答案】（1）R1 （2） ①. 2.30 ②. 0.50 ③. 电压偏大
（3）4.1
【解析】
【小问1详解】
由于滑动变阻器采用分压式接法，所以滑动变阻器应选择总阻值较小，且在移动滑片过程中，为了减小误差，电压表示数变化明显，由图可知，接入R1时，电压变化明显，故选R1。
【小问2详解】
[1]由于电压表量程为0~3V，每一小格为0.1V，所以读数为2.30V；
[2]电流表量程为0~0.6A，每一小格为0.02A，所以读数为0.50A；
[3]若直接以U1与I1的比值作为Rx的阻值，由于电流表采用内接法，使得测量Rx的电压偏大，则测量值大于真实值。
【小问3详解】
根据欧姆定律可得，
联立解得
13. 如图所示，匀强电场中有一等腰直角三角形ABC，斜边AC的长度，电场方向与三角形所在平面平行且沿AC方向，电场强度大小。一个带正电的粒子在B点的速度方向垂直AC，运动过程中恰好经过C点。该粒子的比荷，不计粒子所受的重力。求：
（1）A、B间的电势差UAB；
（2）粒子在B点时的速度v0大小。
【答案】（1）-2V （2）10m/s
【解析】
【小问1详解】
等腰直角三角形，B到AC的距离为
电势差为。
【小问2详解】
粒子在垂直AC方向做匀速直线运动，沿AC方向做匀加速直线运动，则加速度
运动时间
且
代入解得。
14. 如图所示，两根相互平行且足够长的水平光滑固定金属轨道，间距，左侧连接的电阻，处于方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场中。静置于导轨上的导体棒，从时刻开始受到水平向右的恒力作用，当其位移时达到匀速。已知导体棒质量、电阻，长度。导体棒与导轨接触良好，导轨的电阻不计。求：
（1）时刻，导体棒加速度a的大小；
（2）导体棒匀速运动时的速度v的大小；
（3）导体棒从开始运动的过程中，电阻R产生的热量Q。
【答案】（1）1m/s2
（2）2m/s （3）4.8J
【解析】
【小问1详解】
时，速度为，无感应电流，安培力为，由牛顿第二定律得
【小问2详解】
导体棒匀速运动时受力平衡得
代入数据得
【小问3详解】
由能量守恒得
解得
电阻R与r串联，热量比
故
15. 如图所示，空间中有多个相同的匀强磁场区域，每个区域宽度和间距均为d，边界平行且足够长，磁场方向垂直纸面向外。一带电量为、质量为m的粒子从第1磁场区域左边界上的P点以大小为v、方向与边界夹角为60°的速度垂直射入磁场，粒子离开第1区域时与右边界恰好垂直。不计粒子所受的重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子从P点到离开第2磁场区域的时间t；
（3）若只将粒子的速度大小改为2.5v，则粒子最远能运动到第几个磁场区域。
【答案】（1）
（2）
（3）第8个磁场区域
【解析】
【小问1详解】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如下图所示：
由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径
由
得
【小问2详解】
粒子在第1区域转过的圆心角，对应的时间
在第1、2区域间粒子做匀速直线运动，时间
粒子在第2区域转过的圆心角，时间
总时间
【小问3详解】
假设粒子不能从第n个磁场区域穿出，即粒子在第n个磁场区域运行时，速度变为竖直向下；规定竖直向下为正方向，则粒子竖直方向的速度变化量为
设在任意时刻，粒子水平方向的速度分量为，洛伦兹力在竖直方向上满足
解得
即粒子在磁场中共能前进的距离，故粒子最远能运动到第8个磁场区域。