保定市定兴三中高二下学期期中物理试卷

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2015—2016学年河北省保定市定兴三中高二（下）期中物理试卷一、选择题(共12小题,共40分．在每小题给出的四个选项中,1—8小题只有一个选项正确,每小题3分;9—12小题有多个选项正确,全部选对的得4分，漏选得2分,多选或不选得0分）1．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”是指（）A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值2．一个电热器接在10V的直流电源上,消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是(）A．5V B．12V C．7。1V D．10V3．如图，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，一条形磁铁插向其中一个小环,取出后又插向另一个小环，看到的现象是(）A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环,横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动4．如图为无线电充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa﹣φb是（）A．恒为B．从0均匀变化到C．恒为D．从0均匀变化到5．根据交变电流瞬时表达式i=5sin500t（A)可知,从开始计时起,第一次出现电流峰值所需要的时间是（）A．2ms B．1ms C．6.28ms D．3。14ms6．质量为m的A球以速率v与质量为3m的静止B球沿光滑水平面发生正碰,碰撞后A球速率为，则B球速率可能为(）A． B． C． D．2v7．图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘,则通过电阻R的电流强度的大小和方向是（）A．由c到d,I= B．由d到c，I=C．由c到d，I= D．由d到c，I=8．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，线圈内接有电阻值为R的电阻，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B．在线圈从图示位置绕OO′转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（）A． B． C． D．9．一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）．则()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左10．如图所示是一调压变压器原理图,如将它作为升压变压器使用,则（）A．将交流电源接a、b端,用电器接在c、d端B．将交流电源接c、d端，用电器接在a、b端C．将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D．若要进一步升压，应使P顺时针方向旋转11．如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2：1．均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时（）A．A中无感应电流 B．A、B中均有恒定的感应电流C．A、B中感应电动势之比为2：1 D．A、B中感应电流之比为1:212．某正弦交流电的图象如图所示,则由图象可知（)A．该交流电的频率为0。02HzB．该交流电的有效值为14。14AC．该交流电的瞬时值表达式为i=20sin（0.02t）AD．在t=时刻,该交流的大小与其有效值相等二、填空题（共20分，把答案填在答题纸相应的横线上)13．如图1所示，在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a,b所示,则曲线a、b对应的周期之比为．曲线b表示的交变电动势的有效值为V．14．如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0。5Ω，导轨与金属杆电阻不计,整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0。02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=m/s．15．质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化的大小为方向．16．如图所示，小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以的速率弹回,而B球以的速率向右运动，求A、B两球的质量之比为．17．质量为2kg的物体在光滑水平面上受到与水平方向成30°角的拉力F=3N的作用，经过10s时间力F的冲量大小为N•s，重力的冲量大小为N•s，弹力的冲量大小为N•s（g取10m/s2）三、计算题(共40分,在答题卷上解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分．有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．）18．如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动,速度分别为2v0、v0．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力)19．一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g，速度为400m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求：（1)子弹击中A的瞬间A和B的速度;(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能;（3）B可获得的最大动能．20．电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1。15m,两导轨间距L=0。75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1。5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0。5Ω，质量m=0。2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J．（取g=10m/s2）求：（1）金属棒在此过程中克服安培力的功W安(2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a(3）求金属棒下滑的最大速度vm．21．如图甲所示，一只横截面积S=0。11m2、匝数为100匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中,线圈的总电阻R=1。1Ω．该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．求：（1）从0到0.2s时间内以及从0.2s到0.3s时间内回路中的感应电动势．（2)从0到0.3s时间内，通过该线圈任意一个横截面的电荷量q．（3）在0到0.3s内线圈中产生的焦耳热Q．

2015-2016学年河北省保定市定兴三中高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，共40分．在每小题给出的四个选项中,1-8小题只有一个选项正确，每小题3分;9-12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，漏选得2分,多选或不选得0分)1．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V"是指（）A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值【考点】常见家用电器的基本工作原理．【分析】家用电器上所标的值均是有效值,而不是最大值；交流电表所测的也是有效值．【解答】解：用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”是指的有效值．由于是交流电，所以电压的瞬时值是不断在发生变化．故选：D2．一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P;当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是（）A．5V B．12V C．7.1V D．10V【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】正弦波形交流电的电压有效值等于最大值的倍，根据功率表达式P=列式求解．【解答】解：个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P,有：P=…①当把它接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为Um，则：…②联立①②解得:Um=5V=7.1V故选:C．3．如图，一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动，一条形磁铁插向其中一个小环，取出后又插向另一个小环，看到的现象是（）A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动【考点】楞次定律．【分析】穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中会产生感应电流，感应电流受到磁场力的作用，横杆转动；如果金属环不闭合，穿过它的磁通量发生变化时，只产生感应电动势，而不产生感应电流，环不受力的作用,杆不转动．【解答】解：左环不闭合，磁铁插向左环时，不产生感应电流，环不受力，横杆不转动；右环闭合，磁铁插向右环时，环内产生感应电流，环受到磁场的作用,横杆转动；故B正确，ACD错误；故选：B．4．如图为无线电充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa﹣φb是（）A．恒为B．从0均匀变化到C．恒为D．从0均匀变化到【考点】法拉第电磁感应定律．【分析】穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故感应电动势为定则；根据法拉第电磁感应定律列式求解感应电动势即可．【解答】解：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有：E=n=nS=nS根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁通量向左，故感应电动势顺时针(从右侧看）,故φa＜φb,故：φa﹣φb=故选：C5．根据交变电流瞬时表达式i=5sin500t（A）可知，从开始计时起,第一次出现电流峰值所需要的时间是（)A．2ms B．1ms C．6。28ms D．3。14ms【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】先根据电流瞬时值表达式求解出周期，对于正弦式交变电流，在时刻第一次出现电流峰值．【解答】解：交变电流瞬时表达式i=5sin500t(A）故角频率为:ω=500rad/s故周期为：T==0.01256s由于是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时的，故在时刻第一次出现电流峰值，即：t=s=0.00314s=3.14ms故选：D．6．质量为m的A球以速率v与质量为3m的静止B球沿光滑水平面发生正碰，碰撞后A球速率为，则B球速率可能为（）A． B． C． D．2v【考点】动量守恒定律．【分析】碰后A球的速率恰好变为原来的，但速度方向可能跟原来相同，也可能相反，再根据碰撞过程中动量守恒即可解题．【解答】解：选取A与B组成的系统为研究的对象，选取A的初速度的方向为正方向，系统在碰撞过程中动量守恒,则:mv0=mv+2mvB若碰后A的速度方向与原来相同，则解得：，由于被碰小球的速度不可能小于入碰小球的速度，所以该结果错误；若碰后A的速度方向与原来相反，则：．故C选项正确．故选：C7．图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是（）A．由c到d，I= B．由d到c，I=C．由c到d，I= D．由d到c，I=【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律．【分析】先根据转动切割磁感线感应电动势公式E=L2ω，求出感应电动势，再由欧姆定律求出通过电阻R的电流强度的大小．由右手定则判断感应电流的方向．【解答】解：将金属圆盘看成无数条金属幅条组成的，这些幅条切割磁感线，产生感应电流，由右手定则判断可知：通过电阻R的电流强度的方向为从c到d．金属圆盘产生的感应电动势为:E=r2ω,通过电阻R的电流强度的大小为：I==故选：C8．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，线圈内接有电阻值为R的电阻,过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁场的磁感应强度为B．在线圈从图示位置绕OO′转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（)A． B． C． D．【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．【分析】在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为Φ=BS，图中S有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积，磁通量与线圈的匝数无关,从而根据I=，即可求解．【解答】解：当正方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为：Φ=B•L2=，根据q=N=N，故B正确，ACD错误；故选：B．9．一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右)．则（）A．导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aC．导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;右手定则．【分析】线框进入时dc边切割磁感线，出来时ab边切割磁感线，因此根据右手定则可以判断出电流方向，注意完全进入时，磁通量不变，无感应电流产生;然后根据左手定则判断安培力方向．也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向．【解答】解：线框进入磁场时，磁通量增大,根据右手定则判断可知感应电流方向为a→d→c→b→a，由左手定则判断可知,导线cd所受的安培力方向水平向左；同理线框离开磁场时，电流方向为a→b→c→d→a,安培力方向水平向左，故BD正确,AC错误．故选BD．10．如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则（）A．将交流电源接a、b端，用电器接在c、d端B．将交流电源接c、d端,用电器接在a、b端C．将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D．若要进一步升压，应使P顺时针方向旋转【考点】变压器的构造和原理．【分析】原线圈匝数小于副线圈匝数为升压变压器．【解答】解：A、将交流电源接a、b端，用电器接在c、d端、为降压变压器，则A错误B、将交流电源接c、d端,用电器接在a、b端原线圈匝数小于副线圈匝数为升压变压器，则B正确C、交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端,为b，d短接，则C错误D、使P顺时针方向旋转，匝数比增大，则D正确故选：BD11．如图所示,A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2：1．均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时（）A．A中无感应电流 B．A、B中均有恒定的感应电流C．A、B中感应电动势之比为2：1 D．A、B中感应电流之比为1:2【考点】法拉第电磁感应定律．【分析】穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中产生感应电流；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势;由电阻定律求出导线电阻，最后由欧姆定律可以求出线圈电流．【解答】解:A、磁场随时间均匀减弱，穿过闭合线圈A的磁通量减少,A中产生感应电流,故A错误;B、磁场随时间均匀减弱，穿过闭合线圈A、B的磁通量减少，A、B中都产生感应电流，故B正确；C、由法拉第电磁感应定律得,感应电动势:E=n=nS，其中、S都相同,A有10匝，B有20匝,线圈产生的感应电动势之比为1:2，A、B环中感应电动势EA:EB=1：2，故C错误；D、线圈电阻：R=ρ=ρ=，两圆线圈半径之比为2：1，A有10匝,B有20匝，ρ、s都相同，则电阻之比RA：RB=rA:rB=1:1，由欧姆定律I=得,产生的感应电流之比IA:IB=1：2，故D正确；故选：BD．12．某正弦交流电的图象如图所示，则由图象可知（）A．该交流电的频率为0.02HzB．该交流电的有效值为14。14AC．该交流电的瞬时值表达式为i=20sin（0。02t)AD．在t=时刻，该交流的大小与其有效值相等【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式．【分析】根据交流电的图象可明确交流电的周期和最大值，再根据周期和频率的关系可求得频率，同时求出角速度；根据最大值和有效值的关系可求得有效值；再根据图象明确交流电的表达式,并求出t=时刻的瞬时值．【解答】解：A、由图可知,交流电的周期为0。02s，则其频率f===50Hz,故A错误;B、该交流电的最大值为20A，则有效值为I==14.14A，故B正确；C、交流电的角速度ω===100π，故该交流电的瞬时值表达式为i=20sinA，故C错误;D、在t=时刻,该交流的大小为i=20sin=14。14A，故与其有效值相等，故D正确．故选：BD．二、填空题(共20分，把答案填在答题纸相应的横线上)13．如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a,b所示，则曲线a、b对应的周期之比为2：3．曲线b表示的交变电动势的有效值为V．【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．【分析】根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等【解答】解：由图可知，a的周期为4×10﹣2s；b的周期为6×10﹣2s，则a、b对应的周期之比为2：3；根据转速n=知曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是12V,根据Em=NBSω=NBS2πn得曲线b表示的交变电动势最大值是8V，则有效值为U==V;故答案为：2:3，14．如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm,导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0。5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=2m/s．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律．【分析】当杆MN达到稳定状态时匀速下滑，重力势能转化为电能，根据能量守恒可知,整个电路消耗的电功率等于MN棒的重力功率，列式即可求得MN杆的下落速度v．【解答】解:杆稳定下落时做匀速运动，重力的功率等于电路的电功率，设重力的功率为P,由题意有：P=0.02W…①根据功能关系有:P=…②由法拉第电磁感应定律得:E=Blv…③联立①、②、③得:P=代入数据得：v=2m/s故答案为：2．15．质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化的大小为40kg•m/s方向竖直向上．【考点】动量定理．【分析】已知向下为正方向，则可知初、末动量，同时可求出小球的动量变化．【解答】解：因向下为正，则小球与地面相碰前的动量为:P1=mv1=5×5=25kg•m/s；碰后的动量为：P2=mv2=5×（﹣3）=﹣15kg•m/s；则小球的动量变化为：△P=P2﹣P1=（﹣15）﹣25=﹣40kg•m/s故答案为:40kg•m/s竖直向上16．如图所示，小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞,碰后A球以的速率弹回，而B球以的速率向右运动，求A、B两球的质量之比为2：9．【考点】动量守恒定律．【分析】以A、B两球组成的系统为研究对象，在碰撞过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出两球的质量之比．【解答】解：以A、B组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAv0=mA（﹣)+mB（）解得：=即A、B两球的质量之比为2:9．故答案为：2：917．质量为2kg的物体在光滑水平面上受到与水平方向成30°角的拉力F=3N的作用，经过10s时间力F的冲量大小为30N•s，重力的冲量大小为200N•s,弹力的冲量大小为185N•s（g取10m/s2）【考点】动量定理．【分析】根据冲量定义公式I=Ft可求解各个力的冲量．由动量定理可求得物体动量的变化【解答】解:根据冲量定义公式力F的冲量为:I=Ft=3×10N=30N•s，重力冲量为:I=mgt=2×10×10N•s=200N•s，地面支持力为：N=mg﹣Fsin30°=2×10﹣3×=18。5N,故地面支持力的冲量为：I=Nt=18.5×10=185N•s故答案为：30200185三、计算题（共40分，在答题卷上解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分．有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．）18．如图所示,甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v0、v0．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力）【考点】动量守恒定律．【分析】在抛货物的过程中，乙船与货物组成的动量守恒，在接货物的过程中，甲船与货物组成的系统动量守恒,在甲接住货物后，甲船的速度小于等于乙船速度，则两船不会相撞，应用动量守恒定律可以解题．【解答】解：设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2．取向右为正方向，由动量守恒定律得乙船与货物:12mv0=11mv1﹣mvmin①甲船与货物:10m2v0﹣mvmin=11mv2②为避免两船相撞应满足v1=v2③联立①②③式得vmin=4v0④答：抛出货物的最小速度是4v0．19．一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g，速度为400m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求:(1）子弹击中A的瞬间A和B的速度；（2）以后运动过程中弹簧的最大弹性势能；（3）B可获得的最大动能．【考点】动量守恒定律;弹性势能．【分析】（1)子弹击中A的瞬间，子弹和A组成的系统水平方向动量守恒，据此可列方程求解A的速度，此过程时间极短，B没有参与，速度仍为零．（2）以子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统为研究对象，当三者速度相等时，系统损失动能最大则弹性势能最，根据动量守恒和功能关系可正确解答．(3)当弹簧恢复原长时B的动能最大，整个系统相互作用过程中动量守恒，根据功能关系可求出结果．【解答】解：（1）子弹击中滑块A的过程，子弹与滑块A组成的系统动量守恒有：mCv0=(mC+mA）vA解得：vA=4m/s子弹与A作用过程时间极短,B没有参与，速度仍为零，故：vb=0．故子弹击中A的瞬间A和B的速度分别为：vA=4m/s，vb=0．（2)对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统，A、B速度相等时弹性势能最大．根据动量守恒定律和功能关系可得：mCv0=（mC+mA+mB)v由此解得：v=1m/s根据功能关系可得：=6J故弹簧的最大弹性势能为6J．（3）设B动能最大时的速度为vB′，A的速度为vA′，则（mC+mA）vA=（mC+mA）vA′+mBvB′当弹簧恢复原长时，B的动能最大，根据功能关系有：解得:vB′=2m/sB获得的最大动能：答：（1）子弹击中A的瞬间A的速度为4m/s，B的速度为0；（2）以后运动过程中弹簧的最大弹性势能为6J；（3)B可获得的最大动能为6J．20．电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1。15m,两导轨间距L=0。75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1。5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0.5Ω,质量m=0。2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0。1J．（取g=10m/s2）求：（1）金属棒在此过程中克服安培力的功W安（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a(3）求金属棒下滑的最大速度vm．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．【分析】（1）题中已知金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J，R与r串联,根据焦耳定律分析它们产生的热量关系，从而求得总的焦耳热，即为金属棒克服安培力的功W安．（2）分析金属棒的受力分析，导体棒受到重力，支持力，安培力,做出受力图，求出合力，可以求得加速度．（2）当金属棒的加速度为零时,速度最大，由上题结果求解最大速度．【解答】解：（1）下滑的过程中金属棒克服安培力做功等于回路产生的焦耳热．由于R=3r，因此由焦耳定律Q=I2Rt得：QR=3Qr=0。3J，所以克服安培力做功:W安=Q=QR+Qr=0。4J（2）金属棒下滑速度v=2m/s时,所受的安培力为：F=BIL=BL=由牛顿