湖北省武漢市七校2023-2024學(xué)年高二年級下冊4月期中物理試卷（含解析）

湖北省部分省級示范高中2023?2024學(xué)年下學(xué)期高二期中測試

物理試卷

注意事項：

1.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼

在答題卡上的指定位置。

2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。寫

在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。

3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿

紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。

4.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并上交。

一、選擇題：本題共10小題，每小題4分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項

符合題目要求，第8—10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2

分，有選錯的得0分。

1.如圖所示，用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路，這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合（彼此絕緣），下列

組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）

O為線圈圓心

導(dǎo)線與線圈共面

。為線圈圓心，導(dǎo)線垂直于線圈平面

導(dǎo)線與線圈不共面，但與其對角線平行且位于對角線正上方

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據(jù)安培定則以及對稱性可知穿過線圈的磁通量始終為零，所以切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉

合回路中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A不符合題意；

B.根據(jù)安培定則可知穿過線圈的磁通量垂直紙面向里，切斷直導(dǎo)線中的電流時，線圈中磁通量減小，會

產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B符合題意；

C.根據(jù)安培定則可知磁感線與線圈平面共面或平行，則穿過線圈磁通量始終為零，所以切斷直導(dǎo)線中

的電流時，閉合回路中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C不符合題意；

D.根據(jù)安培定則以及對稱性可知穿過線圈的磁通量始終為零，所以切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉合回路中

不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D不符合題意；

故選B。

2.某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識后，做了探究性實驗：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，手握條形

磁鐵在線圈的正上方靜止，此時電子秤的示數(shù)為叫）。將條形磁鐵（）

A.豎直插入線圈的過程中，電子秤的示數(shù)小于加°

B.豎直抽出線圈的過程中，條形磁鐵對線圈的作用力豎直向下

C.豎直插入線圈的過程中，線圈中感應(yīng)電流沿順時針方向（俯視）

D.若松手后磁鐵無初速豎直穿入線圈，則該過程中磁鐵減少重力勢能大于線圈產(chǎn)生的焦耳熱

【答案】D

【解析】

【詳解】A.將條形磁鐵插入線圈的過程，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈

與條形磁鐵會發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈的過程中，線圈

與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于瓶0,故A錯誤；

B.根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知抽出線圈的過程中，線圈對條形磁鐵的作用力豎直向下，則條

形磁鐵對線圈的作用力豎直向上，故B錯誤；

C.豎直插入線圈的過程中，穿過線圈的磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方

向（俯視），故C錯誤；

D.若松手后磁鐵無初速豎直穿入線圈，由于磁鐵的動能增加，根據(jù)能量守恒可知，該過程中磁鐵減少的

重力勢能大于線圈產(chǎn)生的焦耳熱，故D正確。

故選D。

3.商場的游戲廳都裝有投幣器，如圖為投幣機中一種測量金屬硬幣某種特性的裝置，裝置可當成一個無鐵

芯的簡易變壓器，硬幣可豎直通過兩線圈中間的狹縫。發(fā)射線圈L1的匝數(shù)為接有頻率為齊電壓為

■的低頻交流電。接收線圈L2的匝數(shù)為N2,在不同情況下，接收線圈輸出的電壓會發(fā)生改變，下列

說法正確的是（）

A.無硬幣通過時，若N]＜小，則一定有％＜U2

B.無硬幣通過時，若只增大U一則3不變

C.硬幣通過狹縫時，硬幣中會產(chǎn)生感應(yīng)電流

D,硬幣通過狹縫的全過程中，其加速度不變

【答案】C

【解析】

【詳解】A.若為忽略磁損，根據(jù)題意得

4=叢

u2N2

乂＜生

解得

但心、c2間沒有鐵芯連接，則L、乙2間會有磁損，則。2不一定小于U1,故A錯誤；

U.N.

B.無硬幣通過時，根據(jù)#=寸，M、M都不變，只增大Ui,因此他增大，故B錯誤;

u2N2

C.硬幣通過狹縫時，硬幣中的磁通量會變化，因此硬幣中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故c正確;

D.硬幣通過狹縫的全過程中，硬幣中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，硬幣受到的安培力發(fā)生變化，硬幣所受的合力發(fā)

生變化，根據(jù)牛頓第二定律，其加速度發(fā)生變化，故D錯誤。

故選Co

4.為測量儲物罐中不導(dǎo)電液體的高度，有人設(shè)計了一個監(jiān)測液面高度變化的傳感器。將與儲物罐外殼絕緣

的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲罐中，電容C可通過開關(guān)S與電感或電源相連，如圖所示。當開關(guān)

從a撥到6時，由電感乙和電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過檢測振蕩電流的頻率變化，可以推知

液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說法正確的是（）

A.電源電動勢越小，則振蕩電流的頻率越高

B.當電路中電流最大時，電容器兩端電壓也最大

C.開關(guān)S從。撥向b瞬間，電感L的電流最大

D.檢測到振蕩電流的頻率增加，說明液面高度在降低

【答案】D

【解析】

【詳解】A.振蕩電流的頻率

f=---i---

27i4LC

則振蕩頻率與電源電動勢無關(guān)，選項A錯誤；

B.當電路中電流最大時，電容器放電完畢，此時電容器兩端電壓最小，選項B錯誤；

C.開關(guān)。撥向b瞬間，電流最小，電流變化率最大，即電感L的電流最小，選項C錯誤;

D.檢測到振蕩電流的頻率增加，說明電容器的電容減小，根據(jù)

csS

C=-----

4兀kd

則￡減小，即液面高度在降低，選項D正確。

故選D。

5.如圖甲所示，一線圈匝數(shù)為100匝，橫截面積為O.Oln?,磁場與線圈軸線成30。角向右穿過線圈。若在

2s時間內(nèi)磁感應(yīng)強度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，則該段時間內(nèi)線圈兩端。和6之間的電勢差為

()

A.-73VB.2V

C.百VD.從。均勻變化到2V

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)乙圖可知，8均勻增加，故產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有

A①ABr

E=N——=N——Seos300=100x2x0.01xcos30°V=J3V

A?Ar

根據(jù)楞次定律和右手定則，感應(yīng)電流由。流向6,所以。點電勢低于b點電勢

故選A。

6.由三峽集團研制的單機容量16兆瓦海上風(fēng)電機組是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機組

之一，風(fēng)力發(fā)電機簡易模型如甲圖所示，某興趣小組自制了一臺風(fēng)力發(fā)電機，試驗中葉輪帶動線圈在勻強

磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電電流隨時間變化的圖像如圖乙中所示，則下列說法中正確的是()

低速高速發(fā)電機等效圖

轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸’一

升速齒輪箱

甲

A.線圈在甲圖磁場中位置時磁通量的變化率

△t

B.電流的有效值為10A

C.電流的頻率為50Hz

D.從甲圖中線圈位置開始計時，電流的瞬時值表達式為，=10sinl0R(A)

【答案】D

【解析】

【詳解】A.圖示位置恰好為中性面，此時感應(yīng)電流為零，磁通量變化率最小，故A錯誤;

B.由圖乙可知電流最大值為

，m=10A

電流的有效值為

/=^=5A/2A

故B錯誤；

C.由圖乙可知電流周期為

T=0.2s

頻率為

/=1=5Hz

故C錯誤；

D.從甲圖中線圈位置開始計時，由A選項中可知。=10人，角速度為

a>=—=lO/rrad/s

T

得電流的瞬時值表達式為

i=Imsin0f(A)=lOsin10乃/(A)

故D正確。

故選D。

7.如圖甲所示，一條東西走向的小路，路口設(shè)有出入道閘，每側(cè)道閘金屬桿長L當有車輛通過時桿會從

水平位置勻速轉(zhuǎn)過90。直到豎起，所用時間為人此處地磁場方向如圖乙所示，8為地磁場總量，8"為地

磁場水平分量，B,、B,、且分別為地磁場在x、y、z三個方向上的分量大小。則桿在轉(zhuǎn)動升起的過程

中，兩端電勢差的大小計算表達式為(

A兀Bp兀Bj2

_7_T_B_tHlL

4r8〃4rSt2

【答案】A

【解析】

【詳解】桿從水平位置勻速轉(zhuǎn)過90。直到豎起,所用時間為，，可知金屬桿的角速度為

TC

(D=一

2t

由于小路沿東西方向，則金屬桿轉(zhuǎn)動過程切割紇磁場分量，則金屬桿兩端電勢差的大小為

TT??T0+COL1nr2

U=ByLv=ByL---=-ByLco

聯(lián)立解得

U=

4/

故選A?

8.最近媒體報導(dǎo)了幾起怪事，有人發(fā)現(xiàn)從正規(guī)渠道購買的金條能被磁鐵“吸”得動起來，當強磁鐵對著金

條前后快速移動時，金條被“吸”得前后擺動，于是就懷疑金條有問題，但通過專業(yè)檢測這些金條都符合

國家標準。檢測員再次用強磁鐵在金條旁邊上下左右、前后緩慢移動時，未發(fā)現(xiàn)金條被吸引的現(xiàn)象，只有

在前后快速移動磁鐵時才發(fā)現(xiàn)吸引現(xiàn)象，對此現(xiàn)象下列解釋合理的是（）

A.金條被“吸”的原因和鐵鉆鍥被磁鐵吸引的原因相同

B.前后快速移動磁鐵時磁通量變化較快，金條中產(chǎn)生渦流和磁鐵發(fā)生相互作用，發(fā)生擺動

C.前后緩慢移動磁鐵時，金條中磁通量不發(fā)生變化，所以沒有感應(yīng)電流

D.上下或左右緩慢移動磁鐵時，磁通量變化較慢，金條中感應(yīng)電流很小，和磁鐵相互作用很弱，不足以

觀察到金條擺動

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.鐵鉆銀屬于磁性材料，被吸引的原因是因為被磁鐵磁化產(chǎn)生磁性，和金條被吸引的原因不

同。故A錯誤；

B.當磁鐵快速前后移動時，穿過金條的磁通量變化較快，金條中產(chǎn)生渦流，從而和磁鐵發(fā)生相互作用，

發(fā)生擺動，故B正確；

C.當磁鐵在金條前后緩慢移動時，穿過金條的磁通量變化較慢，金條中感應(yīng)電流很小，和磁鐵相互作用

很弱，不足以觀察到金條擺動，并不是沒有感應(yīng)電流，故c錯誤；

D.當磁鐵在金條旁邊上下左右緩慢移動時，穿過金條的磁通量變化較慢，金條中感應(yīng)電流很小，和磁鐵

相互作用很弱，不足以觀察到金條擺動。故D正確。

故選BD。

9.如圖所示電路中的變壓器為理想變壓器，4個相同的燈泡額定功率均為6W,且都正常發(fā)光。已知A、B

端輸入的正弦交變電流的電壓瞬時值表達式為M=24O0sin(2OOR)V,導(dǎo)線電阻可忽略不計。下列說法

B.燈泡的額定電流為0.1A

C.燈泡的額定電壓為30V

D.如果并聯(lián)的燈泡中有一個燈泡的燈絲燒斷熄滅，則剩下的三個燈泡都會變亮

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.設(shè)通過燈泡的電流為/,則副線圈的電流為3/,根據(jù)

%3

“2A1

故A正確;

BC.設(shè)4個燈泡的電壓相等都為。2,A、B端電壓的有效值為

U=少些V=240V

V2

則有

U-U2_nA

U2

解得

S=60V

根據(jù)

P=IU?

解得

/=0.1A

故B正確，C錯誤；

D.將副線圈電阻等效到原線圈為

/磊鳥

如果并聯(lián)的燈泡中有一個燈泡的燈絲燒斷熄滅，則&變大，等效電阻變大，所以電流變小，剩下的三個燈

泡都會變暗，故D錯誤。

故選AB。

10.如圖所示，水平面內(nèi)有一根閉合導(dǎo)線（由細軟導(dǎo)線制成）繞過兩固定且光滑的小釘子A和D,以及E

點處的動滑輪，一根橡皮筋兩端連接動滑輪軸心和固定點。一使各段導(dǎo)線保持繃緊拉直狀態(tài)。以為直

徑、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強度大小為3、方向垂直水平面向下的有界勻強磁場。已知P點

為半圓弧AD的中點，導(dǎo)線框的電阻為廣?，F(xiàn)將導(dǎo)線上的某點C以恒定角速度。（相對圓心O）從。點沿

圓弧移動，則下列說法正確的是（）

A

；/xx/d°

/XXyXX

P|Xx/xXroE'

XX

XX

A.在C點從。點沿圓弧移動到A點的過程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向先為逆時針方向，后為順時針方

向

B.當C點沿圓弧移動到P點時，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢最大

C.在C點從。點沿圓弧移動到圖中NC4D=30。位置的過程中，通過導(dǎo)線的平均電流為36BR-①

BR?①

D.在C點從。點沿圓弧移動到A點的過程中，感應(yīng)電流的有效值為

y/lr

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.設(shè)轉(zhuǎn)過的角度為8,則

0—M

線框在磁場中的面積

S=—?2R?Rsine=R2sin。

2

磁通量

①=3R2sin3=BR2sin女

隨著角度的變化，磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流先逆時針，后順時針，A正確;

B.當C點沿圓弧移動到P點時

布=90°

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

AO

E=-----=BR2（Z）coscot

At

導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢為0,B錯誤;

C.當NC4O=30。時，轉(zhuǎn)過的角度

cot=60°

根據(jù)

△①BR2sin600-0J3BR2

q-n----=-------------------=---------

Rr2r

線框運動的時間

1_127171

t--T=一x——=——

66co3co

根據(jù)歐姆定律可知，平均電流

j_q_3y/3BR2co

t27rr

C正確；

D.在。點從。點沿圓弧移動到A點的過程中，此時線框中的感應(yīng)電動勢大小

AO2

E=----=BRcocoscot

a=180°

電流的最大值

EBR?①

r1———=-------

mRr

所以感應(yīng)電流的有效值

,1,BR2(O

D正確。

故選ACD?

二、非選擇題：包括實驗題和計算題兩部分。第11、12題為實驗題，總分16分。第13題至

第15題為計算題，總分44分。

11.某同學(xué)對教材中斷電自感實驗做了如下改動。在兩條支路上分別串聯(lián)電流傳感器，再按教材要求，斷開

電路并記錄下兩支路的電流情況如圖所示，由圖可知:

（1）斷電瞬間，燈泡電流瞬間;（選填“增大”，“減小”或“不變”）

（2）斷電瞬間，燈泡中電流與斷開前方向；（選填“相同”或“相反”）

（3）在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實驗，可觀察到燈泡在斷電后處于

亮著的時間將0（選填“變長”，“變短”或“不變”）

【答案】①.增大②.相反③.變短

【解析】

【詳解】（1）口］由圖可知，斷電前，通過燈泡和線圈的電流均恒定，且通過線圈的電流大于通過燈泡的電

流。斷電瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙通過其電流減小，而此時燈泡和線圈構(gòu)成一回路，從而使通過燈

泡的電流瞬間增大。

（2）［2］斷電前，通過燈泡的電流方向向右，斷電瞬間，通過線圈的電流方向不變，與燈泡構(gòu)成回路后，

燈泡電流方向變?yōu)橄蜃?，即與斷電前方向相反。

（3）［3］在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實驗，線圈的自感系數(shù)減小，

對電流減小的阻礙能力變?nèi)?，所以可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時間將變短。

12.如圖甲所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖，該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標準自動分揀為大

蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在一個以。1為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R上，R的阻

值隨壓力變化的曲線如圖乙所示。調(diào)節(jié)托盤秤壓在杠桿上的位置，使質(zhì)量等于分揀標準（0.15kg）的大蘋

果經(jīng)過托盤秤時，杠桿對R的壓力為1N。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻與，可改變R9兩端的電壓比，使質(zhì)量等于分

揀標準的大蘋果通過托盤秤時，凡兩端的電壓恰好能使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，此電

壓叫作放大電路的激勵電壓。該放大電路中包含保持電路，能夠確保大蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵始終保

持吸動狀態(tài)。

R/kQ

（1）當小蘋果通過托盤秤時，R所受的壓力較小，電阻（填“較大”或“較小”）。

（2）自動分揀裝置正常工作時，大蘋果通過（填“通道A”或“通道B”）。

（3）若電源電動勢為8V,內(nèi)阻不計，放大電路的激勵電壓為2V；

①為使該裝置達到上述分揀目的，凡的阻值等于kQo（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

②某同學(xué)想在托盤秤壓在杠桿上的位置不變的情況下，利用一塊電壓表測出每個蘋果的質(zhì)量，電壓表的示

數(shù)隨蘋果質(zhì)量的增大而增大，則電壓表應(yīng)該并聯(lián)在電阻（填“R”“R?！被颉半娫础保﹥啥?。

③若要提高分揀標準到0.24kg,僅將凡的阻值調(diào)為kQ即可實現(xiàn)。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（提

示：托盤秤壓在杠桿上的位置不變的情況下，壓力傳感器受到的壓力與蘋果的質(zhì)量成正比）

【答案】（1）較大（2）通道B

（3）10②.R。8.7

【解析】

【小問1詳解】

[1]由圖乙可知小蘋果通過托盤秤時，R所受的壓力較小，電阻較大。

【小問2詳解】

[1]大蘋果通過托盤秤時，兩端的電壓達到放大電路的激勵電壓，使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜

鐵，大蘋果進入下面的通道B。

【小問3詳解】

①[1]杠桿對R的壓力為1N

7?=30k￡l

為使該裝置達到上述分揀目的，凡的阻值需滿足

R8-2

耳二可

得

RQ=lOkQ

②⑵隨著蘋果質(zhì)量增大，R阻值減小，分壓減小，電源電動勢不變，幾分壓增大，為了滿足電壓表的示數(shù)

隨蘋果質(zhì)量的增大而增大，需要將電壓表并聯(lián)在《兩端。

③[3]根據(jù)

四=二

恤F2

可知分揀標準到0.24kg時，壓力為L6N,此時R的阻值為26k。，根據(jù)①分析的阻值應(yīng)該調(diào)至8.7kQ。

13.某發(fā)電機輸電電路的簡圖如圖所示，發(fā)電機的矩形線框48。處于磁感應(yīng)強度大小為3=正丁的水

10〃

平勻強磁場中，線框面積為(S=0.25m2,匝數(shù)為100匝，電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO'以角

速度。=100?rad/s勻速轉(zhuǎn)動，并與升壓變壓器的原線圈相連，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為

1:20,降壓變壓器的副線圈并聯(lián)接入若干“220V,100W”的燈泡，兩變壓器間的輸電線總電阻

尺=20。，變壓器均為理想變壓器。當發(fā)電機輸出功率為5xl()4w時，燈泡正常發(fā)光。

(1)從線框平面與磁感線垂直時開始計時，寫出線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的關(guān)系式；

(2)求降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比以及副線圈接入燈泡的個數(shù)。

【答案】(1)e=25072sin100^(V)；(2)240:11,480

【解析】

【詳解】(1)矩形線框ABC。在勻強磁場中轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變電流的最大值為

Em=nBSco

從線框平面與磁感線垂直時開始計時，線框中感應(yīng)電動勢：

e=Emsincot

解得

=250后sin100^(V)

(2)發(fā)電機輸出的電壓有效值

U,"V=25°V

則升壓變壓器副線圈兩端的電壓

u2=&q=sooov

發(fā)電機輸出電功率

7^=5X104W

則輸電電流

/=-^-=10A

輸電線損失的電壓

△。損="=10x20V=200V

降壓變壓器原線圈上的電壓

&=4—△。損=5000V-200V=4800V

根據(jù)燈泡正常發(fā)光可知

。4=220V

所以降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為

%:%=。3：。4=240:11

降壓變壓器的輸出功率為

2=&/=48000W

所以

N=上=480

Po

14.如圖所示為水平平行光滑導(dǎo)軌MN和P。，MN的間距為L尸。的間距為23MV上放有一金屬棒

ab,ab與導(dǎo)軌垂直，質(zhì)量為機，電阻為R。P。上放有一金屬棒cd,cd也與導(dǎo)軌垂直，質(zhì)量為2%，電阻為

2R,導(dǎo)軌電阻不計。勻強磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為及現(xiàn)在極短時間內(nèi)給ab一個水平向左的

速度可，使ab向左運動，最后ab和cd的運動都達到穩(wěn)定狀態(tài)。求：

(1)求剛開始運動的瞬間，兩導(dǎo)體棒的加速度大小和方向；

⑵穩(wěn)定后ab和cd棒的速度大??；

(3)整個過程中ab棒發(fā)出的熱量。

d

【答案］(1)%=BL,期=BLV。,方向都向右；⑵也:(3)」相片

3mR~3mR3318

【解析】

【詳解】(1)設(shè)ab的加速度為G,cd的加速度為42,ab受到的安培力Cd受到的安培力

F2=BIx2L,電流為

3R

電動勢為E=B/o，貝U

F\=mai,F2=2ma2

所以

B2￡2vB2￡2V

n，(Jr.—0

3mR~3mR

方向都向右

(2)ab棒向左減速運動，cd棒向右加速運動。當電路中的電流為零時，兩導(dǎo)體棒做勻速直線運動，達到穩(wěn)

定狀態(tài)，.電動勢相等，設(shè)此時速度分別也和V2,滿足

BLvx=Bx2LV2

由于加速度相等

vi=vo-at,V2=at

解得

2%

V2=y

(3)損失的動能為發(fā)熱量

Q=-mvl

o

15.小紅在查閱資料時看到了嫦娥五號的月球著落裝置設(shè)計，她也利用所學(xué)知識設(shè)計了一個地面著落回收

的電磁緩沖裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩返回艙和地面間的沖擊力。如圖甲所示，在返回艙

的底盤安裝有均勻?qū)ΨQ的4臺電磁緩沖裝置，電磁緩沖結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示。在緩沖裝置的底板上，沿

豎直方向固定著兩個光滑絕緣導(dǎo)軌尸。、MN。導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)，安裝電磁鐵(圖中未畫出)，能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌

平面的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為8=5T。導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強度絕緣材料制成，滑塊K上繞

有閉合矩形線圈abed,線圈的總電阻為R=100。，匝數(shù)為“=200匝，邊長為L=40cm。假設(shè)整個返回艙

以速度v()=10m/s與地面碰撞后，滑塊K立即停下，此后在線圈與軌道的磁場作用下使艙體減速，從而實現(xiàn)

緩沖。返回艙質(zhì)量為機=2X103kg,地球表面的重力加速度取g=10m/s2,一切摩擦阻力不計，緩沖裝置質(zhì)

量忽略不計。

(1)求滑塊K的線圈中最大感應(yīng)電流的大小；

(2)若緩沖裝置向下移動距離H=80cm后速度減為v=6m/s,則此過程中每個緩沖裝置的線圈abed中通過

的電荷量和產(chǎn)生的焦耳熱各是多少？

(3)若要使緩沖滑塊K和返回艙不相碰，且緩沖時間為仁1