高二物理高二寒假结课测-讲义（教师版）.pdf

高二寒假结课测

1.如图所示，和是同一水平面内的平行光滑金属导轨，相距．和是置于导

轨上的两根金属棒，它们的质量均为，电阻均为，其余电阻可忽略不计．整个

装置处在磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中．某时刻，金属棒突然获得一个瞬

时冲量，以的速度开始向右运动，求：

（1）金属棒所能达到的最大速度．

（2）在整个过程中，金属棒产生的热量．

【答案】（1）

（2）

【解析】（1）当两金属棒达到共速时，金属棒达到最大速度．取两金属棒为系统，从开始运动

到达到共速的过程中，系统所受合外力为零，由动量守恒定律

所以．

（2）在此过程中，系统损失的机械能转化为电能，再以电流做功的形式转化为内能．因为两金

属棒电阻相等，所以两棒上产生的热量也相等，设为．根据能量转化与守恒定律

所以．

【标注】【知识点】双棒轨模型

2.

1

如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，边

长为，边长为，与平行，间距为．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线

框所在平面．开始时，边到磁场上边界的距离为，线框由静止释放，从边进入磁场直到、

边进入磁场前，线框做匀速运动，在、边离开磁场后，边离开磁场之前，线框又做匀速运

动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且、

边保持水平，重力加速度为；求

（1）线框边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是边刚进入磁场时的几倍；

（2）磁场上下边界间的距离．

【答案】（1）倍

（2）

【解析】（1）设磁场的磁感应强度大小为，边刚进磁场时，线框做匀速运动的速度为，

边上的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律有

①

设线框总电阻为，此时线框中电流为，由闭合电路欧姆定律，有

②

设此时线框所受安培力为，有

③

由于线框做匀速运动，其受力平衡，有

④

2

由①②③④式得⑤

设边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为，同理可得

⑥

由⑤⑥式得⑦

（2）线框自释放直到边进入磁场前，由机械能守恒定律，有

⑧

线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有

⑨

由⑦⑧⑨式得

【标注】【知识点】线框模型

【素养】运动与相互作用观念；科学