广东省佛山一中、珠海一中、金山中学2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷
一、单项选择题（每小题3分，共24分。）
1．（2019高二下·金山期中）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( )
A．电流表的示数为20 A
B．交流电的频率是100Hz
C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02s时线框平面与中性面重合
2．（2019高二下·金山期中）物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）。则（ ）
A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来
B．磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒
C．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来
D．如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间
3．（2019高二下·金山期中）如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为B的正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态。规定导体棒上a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间关系或外力与时间关系的图线是( )
A． B．
C． D．
4．（2019高二下·金山期中）如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为22 :5，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，R1为光敏电阻（随光照强度增加电阻变小），R2为25Ω定值电阻，D为二极管。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，原线圈接 的交流电，则下列说法中正确的是( )
A．通过R2的电流为1A
B．单刀双掷开关由a扳到b，R2产生的热量是原来的两倍
C．单刀双掷开关由a扳到b，电压表和电流表的示数都变大
D．光照强度变强时，电压表示数不变，电流表的示数变小
5．（2019高二下·金山期中）有一个负载电阻值为 ，当将它接在 的直流电源上时，消耗的电功率为 ，若将 接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是 ，已知变压器的输入电压 的最大值为100V,变压器的原、副线圈的匝数之比（ ）
A． B． C．5:1 D．
6．（2019高二下·金山期中）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。ac、bc两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )
A．电压表有读数，电流表没有读数
B．电压表有读数，电流表也有读数
C．电压表无读数，电流表有读数
D．电压表无读数，电流表也无读数
7．（2019高二下·金山期中）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
8．（2019高二下·金山期中）如图1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率 变化的图线如图2所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率为4.25×1014Hz
B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.52eV
二、多项选择题（每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，有两个或以上选项是正确的，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
9．（2019高二下·金山期中）如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻为R，电源电动势为E，内阻忽略不计，L1、L2、L3是三个完全相同的小灯泡，阻值均为R，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2、L3的亮度变化情况是（ ）
A．S闭合，L2、L3先亮后逐渐变暗，L1后亮且亮度逐渐变亮
B．S闭合，L2、L3先亮且亮度不变，L1后亮且亮度逐渐变亮
C．S断开，L2、L3逐渐熄灭
D．S断开，L2、L3闪亮一下逐渐熄灭
10．（2019高二下·金山期中）如图所示为某发电站向某用户区供电的输电原理图，T1为匝数比为n1：n2的升压变压器,T2为匝数比为n3：n4的降压变压器。若发电站输出的电压有效值为U1，输电导线总电阻为R，在某一时间段用户需求的电功率恒为P0，用户的用电器正常工作电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．T1原线圈中的电流有效值为
B．T2副线圈中的电流有效值为
C．输电线上损耗的功率为
D．输电线上损耗的功率为
11．（2019高二下·金山期中）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是( )
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
12．（2019高二下·金山期中）有关放射性同位素 的下列说法中正确的是( )
A． 与 互为同位素
B． 与其同位素具有相同的化学性质
C．用 制成化合物后它的半衰期变短
D．含有 的磷肥释放电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响
13．（2019高二下·金山期中）用中子轰击 原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 ，则以下说法中正确的是（ ）
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核的结合能比 原子核的结合能大
C．X原子核中核子的比结合能比 原子核中核子的比结合能大
D．X原子核中核子的平均质量比 原子核中核子的平均质量大
14．（2019高二下·金山期中）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ）
A．氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后就只剩下1kg氡原子核
B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核
C．放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生产生的高速电子
D．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
三、实验题（共2小题，共15分）
15．（2019高二下·金山期中）如图所示为多量程多用电表的示意图．
（1）当接通1时，为 (选填“电流”“电阻”或“电压”)挡．
（2）用多用电表测量某电阻时，用电阻挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过小，他应该换用电阻挡 (选填“×1”或“×100”)挡，换挡后，在重新测量前要先进行 ．
16．（2019高二下·金山期中）小华同学用电流表和电压表测定一节干电池(电动势约1.5V，内电阻小于1 Ω)的电动势和内电阻。除待测电池组、电键、导线外，还有以下器材供选用
A.电流表：量程0.6A，内阻0.5Ω
B.电压表：量程3 V，内阻约30 kΩ
C.电压表：量程15 V，内阻约60 kΩ
D.滑动变阻器：0～50 Ω，额定电流2 A
E.滑动变阻器：0～500 Ω，额定电流0.5 A
（1）为了使测量结果尽量准确，电压表应选用
（填仪器的字母代号），滑动变阻器应选用 （填仪器的字母代号)．
（2）实验应选取电路图 （填“甲”或“乙”）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。
（4）根据所画U-I图线可得干电池的电动势E= V ，r= Ω（结果保留两位小数）
四、计算题（共3小题，合计37分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17．（2019高二下·金山期中）在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，其绕OO'轴以转速 r/s匀速转动。AB=20cm，BC=25cm，线圈总电阻为r=1Ω，定值电阻阻值为R=9Ω，从图示位置开始计时，求：
（1）写出线圈感应电动势的瞬时值表达式．
（2）当从图示位置转过60°时，通过R的电荷量？
（3）当从图示位置转过90°过程中，R产生的热量(π取3，结果保留两位有效数字)？
18．（2019高二下·金山期中）如图所示，水平绝缘桌面上有一固定的矩形线圈和平行金属导轨，线圈匝数n=10、阻值r=1Ω、面积S=0.2m2，导轨之间的距离L=1m，电阻忽略不计；在线圈中存在垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度B1随时间发生变化， （T）；现垂直于导轨水平放置一质量m=0.1 kg、阻值R=4Ω金属棒。已知导轨平面存在磁感应强度B2＝5 T，与导轨平面的夹角θ＝37°的匀强磁场，方向垂直于ab棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2)。
（1）当ab静止时，流过ab的电流I方向及其随时间t变化的关系式
（2）经过时间t1，ab棒开始运动，求t1的大小
（3）ab棒保持静止的时间内，通过ab棒的电荷量
19．（2019高二下·金山期中）如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=37°的绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.06Ω的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与棒ab相连。由静止释放M，当t=1s时闭合开关S，ab棒减速。当M下落距离H=5m时，ab棒开始匀速运动。已知，运动中ab始终垂直导轨，并接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：
（1）ab棒匀速运动速度v大小；
（2）从ab开始运动至开始匀速的这段时间内，电阻R上产生的热量；
（3）运动过程中ab棒最大加速度？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】电流表的读数为有效值， ，故A错误。
由图乙可知，T=0.02s，故 ，故B错误。
0.01s时电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行。故C正确。
0.02s时线框中的感应电流最大，说明线框平面与磁场平行。故D错误。
故答案为：C
【分析】由图可知交流电流的最大值和周期，即可求出电流的有效值和周期，线圈平面与磁场方向平行时，电流最大，垂直时，电流最小。
2．【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动，由于钢管的磁通量发生变化，出现感应磁场阻止磁场的变化，所以穿过的时间变长。如果中途停住，磁通量不变化，物体仅受重力的作用，不可能平衡，故最终还是落下来。故A错误，C正确。
磁铁在铝管中运动的过程中，虽然不计空气阻力，但铝管中感应电流做功产生热能，所以机械能减小。故B错误。
如果将铝管换成塑料管，不会产生感应磁场，故磁铁不会受到阻力，因此出来的时间和自由落体一样。
故答案为：C
【分析】强磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍要阻碍原磁场的变化，导致磁铁受到一定的阻力，从而用更多的时间才从下管口落出。
3．【答案】D
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】由 知电动势保持不变，则电路中电流 也保持不变，根据楞次定律，电流为顺时针，即始终是 的方向，为正方向，故AB错误。
由 知。电路中的安培力的大小随B变化而变化，当B为负值时安培力的方向为负，B为正时，安培力为正值。故C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】由法拉第电磁感应定律可得出电路中的电动势，从而可求得电路中的电流；由安培力公式可得出安培力的表达式，根据磁场强度的大小和方向分析判断。由于导体棒始终静止，故外力等于安培力。
4．【答案】C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】
由交变电压表达式得原线圈的有效电压为220等于电压,
从某时刻开始单刀双掷开关掷向a ,由
知
故A错误。
单刀双掷开关由a扳到b ，
，电压增大到原来的两倍，由焦耳定律
知相等时间内产生的热量是之前的4倍。故B错误。
此时电压为100v为原来的2倍，由欧姆定律知电流也为原来的2倍。故C正确。
光照强度变强，R1电阻变小，总电阻变小，电压不变，电流变大，即电压表实数变大。故D错误。
故答案为：C
【分析】根据等于电压等于匝数之比求出副线圈的有效电压,再根据欧姆定律和焦耳定律，分别判断通过R2电流和产生热量的变化。电压表和电流表示数变化，由电路关系判断。光照强度越大，光敏电阻越小，再根据欧姆定律判断两表示数变化。
5．【答案】C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】当电阻接在直流电路中时，由
可得，此时的功率为
，当功率为
时，由
得
,由于变压器输入电压有效值为
,故变压器的原副线圈的匝数之比为：
.故C正确，ABD错误。
故答案为：C
【分析】由功率之比求出副线圈电压，再由原线圈的最大电压求有效电压，根据变压器的原副线圈电压之比等于匝数即可求解。
6．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；感应电动势及其产生条件
【解析】【解答】bc和ac均切割磁感应线运动，但两金属棒产生的感应电动势大小相等，根据右手定则可知，它们的方向相反，故互相抵消，整个回路中总的电压为零，同样也无感生电流。故两表均无示数。故D正确，ABC错误。
故答案为：D
【分析】金属框中的磁通量不变，故无感生电流。导体棒切割磁力线，有感生电动势，但大小相等，方向相反，相互抵消，电压为零，电流也为零。即电压表无读数，电流表也无读数。
7．【答案】D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】氢原子从高能级向基态跃迁时发出光子的最小能量为-3.4-(-13.6)=10.2eV>3.34eV,照射金属光板一定能产生光电效应。故A错误。
一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出2+1=3种频率的光。故B错误。
用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态。故C错误。
氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E=-1.51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是3.34eV,锌版表面发出的光电子的最大初动能为：
,故D正确。
故答案为：D
【分析】氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应。
8．【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据光电效应方程 和动能定理 得反向电压 ，当U=0时，解得逸出功 ，则截止频率 ，故A正确，B错误。
由 知，直线的斜率是 ，而非普朗克常量h，故C错误。
当 时，U=0.52v时，解得逸出功为 .故D错误。
故答案为：A
【分析】根据光电效应方程和动能定理推出方向电压表达式，当当U=0时求逸出功。根据图像读出直线斜率所表示的意义。根据逸出功公式求逸出功。
9．【答案】B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】S闭合，L
2、L
3获得电压立刻发光，亮度不变，L
1线圈产生感应电流与原电流方向相反，且逐渐变小，阻碍电流的增大，所以逐渐变亮。但当电流稳定后，线圈就不再产生感生电动势。故B正确，A错误。
S断开 的瞬间， L2、L3电流消失，线圈L产生感应电流与原电流方向相同，相当于电源，故L和L1、 L2、L3构成回路，逐渐熄灭。 由于这时L2、L3电流小于原电流，故不会闪亮一下。可见C正确、D错误。
故答案为：BC
【分析】根据电感的原理，在线圈中电流发生变化时会产生一种阻碍作用，当电流增大时，会产生反向电动势，使电流缓慢增大。当电流减小时，会产生同向电动势，使电流缓慢减小，相当于电源。
10．【答案】B,C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】T
2副线圈的正常工作电压即是有效电压，T
2副线圈的电流有效值I
3为
，可知B正确。
由
知T2原线圈电流I2等于
,故输电线路中损耗的功率P损=I22R=
，故C正确、D错误。
又由
，故A错误。
故答案为：BC
【分析】根据变压器的原副线圈电压之比等于线圈匝数之比，电流之比等于匝数之比的倒数，以及电功率公式等分析推导可求解。
11．【答案】A,D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，故A正确。
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，证明了原子核有复杂结构，而卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子中存在原子核。故BC均错。
居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素。 故D正确。
故答案为：AD
【分析】根据科学史有关常识解答，记住著名物理学家相应的主要贡献。
12．【答案】B,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用
【解析】【解答】同位素是质子数相同、中子数不同的原子，可知A错误。
同位素具有相同的化学性质，故B正确。
半衰期不会因为单质和化合物的变化而变化，故半衰期不会变短，故C错误。
放射性元素可以用来作为示踪原子，故可以观察磷肥对植物的影响，D正确。
故答案为：BD
【分析】根据同位素的概念判断，放射性元素的衰变的快慢是由核内部自身因素决定，跟原子是否是化合物无关。放射性元素的一种应用就是可以用来作为示踪原子。
13．【答案】A,C
【知识点】核裂变与核聚变；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中X原子核中含有92-38=54个质子，235+1-94-2-54=82个中子。故A正确。
裂变的过程中释放能量，故 X原子核的结合能比 原子核的结合能小；而的比结合能小于X原子的比结合能。故B错误，C正确。
因为裂变出现质量亏损，故裂变后的总质量减小，平均质量也减小。 X原子核中核子的平均质量比 原子核中核子的平均质量小。故D错误。
故答案为：AC
【分析】根据核反应前后质量数和电荷数均守恒，即可求出中子的数目。在裂变过程中，出现质量亏损和能量损耗，据此分析判断。
14．【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用
【解析】【解答】因为氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后，正好是两个半衰期，故剩下的的氡原子的质量为
. 故A正确。
半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误。
β衰变时，原子核中的一个中子转变成一个质子和一个电子，电子释放释放出来。而非原子核外电子电离产生产生的高速电子。
放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故D正确。
故答案为：AD
【分析】根据半衰期的原理求衰变后氡原子的质量，半衰期具有统计规律，对大量的原子适用；β衰变释放的电子是由原子核中中子转化为质子时产生的。放射性元素的放射性与核外电子无关。
15．【答案】（1）电流
（2）×100；欧姆调零
【知识点】表头的改装；练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）将电流计改装成电流表时要并联电阻分流扩大量程，故接通1时为电流挡。
（2） 用多用电表测量某电阻时，用电阻挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过小， 说明电阻过大，应换用电阻较大挡。每次换挡都要重新欧姆调零。
【分析】根据电表改装原理判断是改装后电流表还是电压表。如果串联电阻就是电压表，并联电阻就是电压表。
电阻挡测电阻，指针偏转较小，说明被测电阻较大，应换较大挡重测。每次换挡都要欧姆调零。
16．【答案】（1）B；D
（2）乙
（3）
（4）1.49-1.51；0.31-0.35
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）由于电源电压约为1.5v，故电压表应选B。电阻太大调节不方便，故滑动变阻器应选用D。
（2）因为，故电流表用外接法。
（3）根据表中数值在坐标系中找点、标点、连线得图像。
（4）根据E=U+Ir，知 I=0时，U值为电源电动势，r即为直线的斜率。
【分析】根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作，滑动变阻器应选用最大阻值较小的滑动变阻器。
根据待测电源内阻的大小选择电路。根据E=U+Ir，分析图像纵轴截距和斜率所表示的意义。
17．【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】焦耳定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据求出感应电动势的最大值，由于线圈t=0在与磁感应垂直的位置，故求出瞬时值表达式。
（2）由电荷量公式逆推，要求电荷量，只要求平均电流，要求平均电流，只要求平均感应电动势，要求平均感应电动势，只要求磁通量变化量。把磁通量变化量求出，联立两式就可解出。
（3）根据角速度求出线圈转过90°的时间，根据最大电流求出有效电流，由焦耳定律即可求出R产生的热量。
18．【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】共点力平衡条件的应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）由楞次定律判断感生电流的方向由a到b，根据欧姆定律列出电流的表达式，再由电磁感应定律求出列感应电动势的表达式，两式联立即可求出流过电流I的大小。
（2）对ab棒做受力分析，因为ab棒此时是平衡的临界点，ab棒在水平方向上受到安培力的水平分力和摩擦力的共同作用。根据平衡列关系式，求得时间。
（3）根据Q=It知，由积分知识知I-t图像和坐标轴所围面积就是电荷量的大小。故先由I=0.2t作出I-t图像问题就容易解决。
19．【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】共点力平衡条件的应用；欧姆定律；能量守恒定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】
(1) 闭合开关前，ab棒受力不变，做匀加速运动，只有闭合开关后，金属棒受到的安培力随着速度的变化而变化，才有可能做匀速运动。根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律分别列式，又因为匀速运动时，金属棒受力平衡，根据受力分析对M和ab分别列平衡式。几式联立即可求解。
(2)根据机械能守恒，M和ab的系统损失的机械能转化为摩擦生热和回路中总的焦耳热。列式即可求出总的焦耳热，再由焦耳定律可知，串联电路中产生的热量和电阻成正比。故可求出电阻R上的焦耳热。
(3)闭合开关后，ab棒减速，安培力逐渐减小，ab棒做加速度逐渐减小的减速运动。故最大加速度应是闭合开关的瞬间。对闭合开关前作受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度，再求出闭合开关时的ab棒的速度。由欧姆定律和分别对ab棒和M做受力分析，根据牛顿第二定律分别列式，联立求出此时的加速度。
广东省佛山一中、珠海一中、金山中学2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷
一、单项选择题（每小题3分，共24分。）
1．（2019高二下·金山期中）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( )
A．电流表的示数为20 A
B．交流电的频率是100Hz
C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02s时线框平面与中性面重合
【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】电流表的读数为有效值， ，故A错误。
由图乙可知，T=0.02s，故 ，故B错误。
0.01s时电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行。故C正确。
0.02s时线框中的感应电流最大，说明线框平面与磁场平行。故D错误。
故答案为：C
【分析】由图可知交流电流的最大值和周期，即可求出电流的有效值和周期，线圈平面与磁场方向平行时，电流最大，垂直时，电流最小。
2．（2019高二下·金山期中）物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）。则（ ）
A．如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来
B．磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒
C．如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来
D．如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动，由于钢管的磁通量发生变化，出现感应磁场阻止磁场的变化，所以穿过的时间变长。如果中途停住，磁通量不变化，物体仅受重力的作用，不可能平衡，故最终还是落下来。故A错误，C正确。
磁铁在铝管中运动的过程中，虽然不计空气阻力，但铝管中感应电流做功产生热能，所以机械能减小。故B错误。
如果将铝管换成塑料管，不会产生感应磁场，故磁铁不会受到阻力，因此出来的时间和自由落体一样。
故答案为：C
【分析】强磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍要阻碍原磁场的变化，导致磁铁受到一定的阻力，从而用更多的时间才从下管口落出。
3．（2019高二下·金山期中）如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为B的正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态。规定导体棒上a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间关系或外力与时间关系的图线是( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】由 知电动势保持不变，则电路中电流 也保持不变，根据楞次定律，电流为顺时针，即始终是 的方向，为正方向，故AB错误。
由 知。电路中的安培力的大小随B变化而变化，当B为负值时安培力的方向为负，B为正时，安培力为正值。故C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】由法拉第电磁感应定律可得出电路中的电动势，从而可求得电路中的电流；由安培力公式可得出安培力的表达式，根据磁场强度的大小和方向分析判断。由于导体棒始终静止，故外力等于安培力。
4．（2019高二下·金山期中）如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为22 :5，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，R1为光敏电阻（随光照强度增加电阻变小），R2为25Ω定值电阻，D为二极管。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，原线圈接 的交流电，则下列说法中正确的是( )
A．通过R2的电流为1A
B．单刀双掷开关由a扳到b，R2产生的热量是原来的两倍
C．单刀双掷开关由a扳到b，电压表和电流表的示数都变大
D．光照强度变强时，电压表示数不变，电流表的示数变小
【答案】C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】
由交变电压表达式得原线圈的有效电压为220等于电压,
从某时刻开始单刀双掷开关掷向a ,由
知
故A错误。
单刀双掷开关由a扳到b ，
，电压增大到原来的两倍，由焦耳定律
知相等时间内产生的热量是之前的4倍。故B错误。
此时电压为100v为原来的2倍，由欧姆定律知电流也为原来的2倍。故C正确。
光照强度变强，R1电阻变小，总电阻变小，电压不变，电流变大，即电压表实数变大。故D错误。
故答案为：C
【分析】根据等于电压等于匝数之比求出副线圈的有效电压,再根据欧姆定律和焦耳定律，分别判断通过R2电流和产生热量的变化。电压表和电流表示数变化，由电路关系判断。光照强度越大，光敏电阻越小，再根据欧姆定律判断两表示数变化。
5．（2019高二下·金山期中）有一个负载电阻值为 ，当将它接在 的直流电源上时，消耗的电功率为 ，若将 接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是 ，已知变压器的输入电压 的最大值为100V,变压器的原、副线圈的匝数之比（ ）
A． B． C．5:1 D．
【答案】C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】当电阻接在直流电路中时，由
可得，此时的功率为
，当功率为
时，由
得
,由于变压器输入电压有效值为
,故变压器的原副线圈的匝数之比为：
.故C正确，ABD错误。
故答案为：C
【分析】由功率之比求出副线圈电压，再由原线圈的最大电压求有效电压，根据变压器的原副线圈电压之比等于匝数即可求解。
6．（2019高二下·金山期中）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。ac、bc两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )
A．电压表有读数，电流表没有读数
B．电压表有读数，电流表也有读数
C．电压表无读数，电流表有读数
D．电压表无读数，电流表也无读数
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；感应电动势及其产生条件
【解析】【解答】bc和ac均切割磁感应线运动，但两金属棒产生的感应电动势大小相等，根据右手定则可知，它们的方向相反，故互相抵消，整个回路中总的电压为零，同样也无感生电流。故两表均无示数。故D正确，ABC错误。
故答案为：D
【分析】金属框中的磁通量不变，故无感生电流。导体棒切割磁力线，有感生电动势，但大小相等，方向相反，相互抵消，电压为零，电流也为零。即电压表无读数，电流表也无读数。
7．（2019高二下·金山期中）如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV
【答案】D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】氢原子从高能级向基态跃迁时发出光子的最小能量为-3.4-(-13.6)=10.2eV>3.34eV,照射金属光板一定能产生光电效应。故A错误。
一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出2+1=3种频率的光。故B错误。
用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态。故C错误。
氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E=-1.51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是3.34eV,锌版表面发出的光电子的最大初动能为：
,故D正确。
故答案为：D
【分析】氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应。
8．（2019高二下·金山期中）如图1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率 变化的图线如图2所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率为4.25×1014Hz
B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.52eV
【答案】A
【知识点】光电效应
【解析】【解答】根据光电效应方程 和动能定理 得反向电压 ，当U=0时，解得逸出功 ，则截止频率 ，故A正确，B错误。
由 知，直线的斜率是 ，而非普朗克常量h，故C错误。
当 时，U=0.52v时，解得逸出功为 .故D错误。
故答案为：A
【分析】根据光电效应方程和动能定理推出方向电压表达式，当当U=0时求逸出功。根据图像读出直线斜率所表示的意义。根据逸出功公式求逸出功。
二、多项选择题（每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，有两个或以上选项是正确的，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
9．（2019高二下·金山期中）如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻为R，电源电动势为E，内阻忽略不计，L1、L2、L3是三个完全相同的小灯泡，阻值均为R，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2、L3的亮度变化情况是（ ）
A．S闭合，L2、L3先亮后逐渐变暗，L1后亮且亮度逐渐变亮
B．S闭合，L2、L3先亮且亮度不变，L1后亮且亮度逐渐变亮
C．S断开，L2、L3逐渐熄灭
D．S断开，L2、L3闪亮一下逐渐熄灭
【答案】B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】S闭合，L
2、L
3获得电压立刻发光，亮度不变，L
1线圈产生感应电流与原电流方向相反，且逐渐变小，阻碍电流的增大，所以逐渐变亮。但当电流稳定后，线圈就不再产生感生电动势。故B正确，A错误。
S断开 的瞬间， L2、L3电流消失，线圈L产生感应电流与原电流方向相同，相当于电源，故L和L1、 L2、L3构成回路，逐渐熄灭。 由于这时L2、L3电流小于原电流，故不会闪亮一下。可见C正确、D错误。
故答案为：BC
【分析】根据电感的原理，在线圈中电流发生变化时会产生一种阻碍作用，当电流增大时，会产生反向电动势，使电流缓慢增大。当电流减小时，会产生同向电动势，使电流缓慢减小，相当于电源。
10．（2019高二下·金山期中）如图所示为某发电站向某用户区供电的输电原理图，T1为匝数比为n1：n2的升压变压器,T2为匝数比为n3：n4的降压变压器。若发电站输出的电压有效值为U1，输电导线总电阻为R，在某一时间段用户需求的电功率恒为P0，用户的用电器正常工作电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．T1原线圈中的电流有效值为
B．T2副线圈中的电流有效值为
C．输电线上损耗的功率为
D．输电线上损耗的功率为
【答案】B,C
【知识点】变压器原理；电能的输送
【解析】【解答】T
2副线圈的正常工作电压即是有效电压，T
2副线圈的电流有效值I
3为
，可知B正确。
由
知T2原线圈电流I2等于
,故输电线路中损耗的功率P损=I22R=
，故C正确、D错误。
又由
，故A错误。
故答案为：BC
【分析】根据变压器的原副线圈电压之比等于线圈匝数之比，电流之比等于匝数之比的倒数，以及电功率公式等分析推导可求解。
11．（2019高二下·金山期中）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是( )
A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
【答案】A,D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，故A正确。
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，证明了原子核有复杂结构，而卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子中存在原子核。故BC均错。
居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素。 故D正确。
故答案为：AD
【分析】根据科学史有关常识解答，记住著名物理学家相应的主要贡献。
12．（2019高二下·金山期中）有关放射性同位素 的下列说法中正确的是( )
A． 与 互为同位素
B． 与其同位素具有相同的化学性质
C．用 制成化合物后它的半衰期变短
D．含有 的磷肥释放电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响
【答案】B,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用
【解析】【解答】同位素是质子数相同、中子数不同的原子，可知A错误。
同位素具有相同的化学性质，故B正确。
半衰期不会因为单质和化合物的变化而变化，故半衰期不会变短，故C错误。
放射性元素可以用来作为示踪原子，故可以观察磷肥对植物的影响，D正确。
故答案为：BD
【分析】根据同位素的概念判断，放射性元素的衰变的快慢是由核内部自身因素决定，跟原子是否是化合物无关。放射性元素的一种应用就是可以用来作为示踪原子。
13．（2019高二下·金山期中）用中子轰击 原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 ，则以下说法中正确的是（ ）
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核的结合能比 原子核的结合能大
C．X原子核中核子的比结合能比 原子核中核子的比结合能大
D．X原子核中核子的平均质量比 原子核中核子的平均质量大
【答案】A,C
【知识点】核裂变与核聚变；原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【解答】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中X原子核中含有92-38=54个质子，235+1-94-2-54=82个中子。故A正确。
裂变的过程中释放能量，故 X原子核的结合能比 原子核的结合能小；而的比结合能小于X原子的比结合能。故B错误，C正确。
因为裂变出现质量亏损，故裂变后的总质量减小，平均质量也减小。 X原子核中核子的平均质量比 原子核中核子的平均质量小。故D错误。
故答案为：AC
【分析】根据核反应前后质量数和电荷数均守恒，即可求出中子的数目。在裂变过程中，出现质量亏损和能量损耗，据此分析判断。
14．（2019高二下·金山期中）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ）
A．氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后就只剩下1kg氡原子核
B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核
C．放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生产生的高速电子
D．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用
【解析】【解答】因为氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后，正好是两个半衰期，故剩下的的氡原子的质量为
. 故A正确。
半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误。
β衰变时，原子核中的一个中子转变成一个质子和一个电子，电子释放释放出来。而非原子核外电子电离产生产生的高速电子。
放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故D正确。
故答案为：AD
【分析】根据半衰期的原理求衰变后氡原子的质量，半衰期具有统计规律，对大量的原子适用；β衰变释放的电子是由原子核中中子转化为质子时产生的。放射性元素的放射性与核外电子无关。
三、实验题（共2小题，共15分）
15．（2019高二下·金山期中）如图所示为多量程多用电表的示意图．
（1）当接通1时，为 (选填“电流”“电阻”或“电压”)挡．
（2）用多用电表测量某电阻时，用电阻挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过小，他应该换用电阻挡 (选填“×1”或“×100”)挡，换挡后，在重新测量前要先进行 ．
【答案】（1）电流
（2）×100；欧姆调零
【知识点】表头的改装；练习使用多用电表
【解析】【解答】（1）将电流计改装成电流表时要并联电阻分流扩大量程，故接通1时为电流挡。
（2） 用多用电表测量某电阻时，用电阻挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过小， 说明电阻过大，应换用电阻较大挡。每次换挡都要重新欧姆调零。
【分析】根据电表改装原理判断是改装后电流表还是电压表。如果串联电阻就是电压表，并联电阻就是电压表。
电阻挡测电阻，指针偏转较小，说明被测电阻较大，应换较大挡重测。每次换挡都要欧姆调零。
16．（2019高二下·金山期中）小华同学用电流表和电压表测定一节干电池(电动势约1.5V，内电阻小于1 Ω)的电动势和内电阻。除待测电池组、电键、导线外，还有以下器材供选用
A.电流表：量程0.6A，内阻0.5Ω
B.电压表：量程3 V，内阻约30 kΩ
C.电压表：量程15 V，内阻约60 kΩ
D.滑动变阻器：0～50 Ω，额定电流2 A
E.滑动变阻器：0～500 Ω，额定电流0.5 A
（1）为了使测量结果尽量准确，电压表应选用
（填仪器的字母代号），滑动变阻器应选用 （填仪器的字母代号)．
（2）实验应选取电路图 （填“甲”或“乙”）
（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。
（4）根据所画U-I图线可得干电池的电动势E= V ，r= Ω（结果保留两位小数）
【答案】（1）B；D
（2）乙
（3）
（4）1.49-1.51；0.31-0.35
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）由于电源电压约为1.5v，故电压表应选B。电阻太大调节不方便，故滑动变阻器应选用D。
（2）因为，故电流表用外接法。
（3）根据表中数值在坐标系中找点、标点、连线得图像。
（4）根据E=U+Ir，知 I=0时，U值为电源电动势，r即为直线的斜率。
【分析】根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作，滑动变阻器应选用最大阻值较小的滑动变阻器。
根据待测电源内阻的大小选择电路。根据E=U+Ir，分析图像纵轴截距和斜率所表示的意义。
四、计算题（共3小题，合计37分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17．（2019高二下·金山期中）在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，其绕OO'轴以转速 r/s匀速转动。AB=20cm，BC=25cm，线圈总电阻为r=1Ω，定值电阻阻值为R=9Ω，从图示位置开始计时，求：
（1）写出线圈感应电动势的瞬时值表达式．
（2）当从图示位置转过60°时，通过R的电荷量？
（3）当从图示位置转过90°过程中，R产生的热量(π取3，结果保留两位有效数字)？
【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】焦耳定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）根据求出感应电动势的最大值，由于线圈t=0在与磁感应垂直的位置，故求出瞬时值表达式。
（2）由电荷量公式逆推，要求电荷量，只要求平均电流，要求平均电流，只要求平均感应电动势，要求平均感应电动势，只要求磁通量变化量。把磁通量变化量求出，联立两式就可解出。
（3）根据角速度求出线圈转过90°的时间，根据最大电流求出有效电流，由焦耳定律即可求出R产生的热量。
18．（2019高二下·金山期中）如图所示，水平绝缘桌面上有一固定的矩形线圈和平行金属导轨，线圈匝数n=10、阻值r=1Ω、面积S=0.2m2，导轨之间的距离L=1m，电阻忽略不计；在线圈中存在垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度B1随时间发生变化， （T）；现垂直于导轨水平放置一质量m=0.1 kg、阻值R=4Ω金属棒。已知导轨平面存在磁感应强度B2＝5 T，与导轨平面的夹角θ＝37°的匀强磁场，方向垂直于ab棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2)。
（1）当ab静止时，流过ab的电流I方向及其随时间t变化的关系式
（2）经过时间t1，ab棒开始运动，求t1的大小
（3）ab棒保持静止的时间内，通过ab棒的电荷量
【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】共点力平衡条件的应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）由楞次定律判断感生电流的方向由a到b，根据欧姆定律列出电流的表达式，再由电磁感应定律求出列感应电动势的表达式，两式联立即可求出流过电流I的大小。
（2）对ab棒做受力分析，因为ab棒此时是平衡的临界点，ab棒在水平方向上受到安培力的水平分力和摩擦力的共同作用。根据平衡列关系式，求得时间。
（3）根据Q=It知，由积分知识知I-t图像和坐标轴所围面积就是电荷量的大小。故先由I=0.2t作出I-t图像问题就容易解决。
19．（2019高二下·金山期中）如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=37°的绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.06Ω的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与棒ab相连。由静止释放M，当t=1s时闭合开关S，ab棒减速。当M下落距离H=5m时，ab棒开始匀速运动。已知，运动中ab始终垂直导轨，并接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：
（1）ab棒匀速运动速度v大小；
（2）从ab开始运动至开始匀速的这段时间内，电阻R上产生的热量；
（3）运动过程中ab棒最大加速度？
【答案】（1）解：
（2）解：
（3）解：
【知识点】共点力平衡条件的应用；欧姆定律；能量守恒定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】
(1) 闭合开关前，ab棒受力不变，做匀加速运动，只有闭合开关后，金属棒受到的安培力随着速度的变化而变化，才有可能做匀速运动。根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律分别列式，又因为匀速运动时，金属棒受力平衡，根据受力分析对M和ab分别列平衡式。几式联立即可求解。
(2)根据机械能守恒，M和ab的系统损失的机械能转化为摩擦生热和回路中总的焦耳热。列式即可求出总的焦耳热，再由焦耳定律可知，串联电路中产生的热量和电阻成正比。故可求出电阻R上的焦耳热。
(3)闭合开关后，ab棒减速，安培力逐渐减小，ab棒做加速度逐渐减小的减速运动。故最大加速度应是闭合开关的瞬间。对闭合开关前作受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度，再求出闭合开关时的ab棒的速度。由欧姆定律和分别对ab棒和M做受力分析，根据牛顿第二定律分别列式，联立求出此时的加速度。
