黑龙江省哈尔滨市第九中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）

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（考试时间：90 分钟 满分：100 分 共 4 页）
第Ⅰ卷（共 56 分）
一、选择题（本题共 14 小题，1~8 题为单项选择题，9~14 为多项选择题，每小题 4 分，共 56
分，多选全选对得 4 分，选不全得 2 分，有错选或不答的不得分。）
1. 关于感应电动势、磁通量、磁通量的变化量，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过回路的磁通量越大，磁通量的变化量不一定越大，回路中的感应电动势也不一定越大
B. 穿过回路的磁通量的变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关
C. 穿过回路的磁通量的变化率为 0，回路中的感应电动势一定为 0
D. 某一时刻穿过回路的磁通量为 0，回路中的感应电动势一定为 0
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．穿过回路的磁通量Φ越大，磁通量的变化量ΔΦ不一定越大，磁通量的变化率 不一定越大。
由法拉第电磁感应定律 可知，回路中的感应电动势不一定越大，故 A 正确；
B．穿过回路的磁通量的变化量ΔΦ与线圈的匝数 n 无关，由 可知，回路中的感应电动势 E 与线
圈的匝数 n 有关，故 B 正确；
C．穿过回路的磁通量的变化率 为 0，由 可知，回路中的感应电动势 E 一定为 0，故 C 正确；
D．某一时刻穿过回路 磁通量Φ为 0，磁通量的变化率 不一定为 0，由 可知，回路中的感
应电动势不一定为 0，故 D 错误。
故选 ABC。
2. 如图所示，A、B 是两盏完全相同的白炽灯，L 是电阻不计的电感线圈。若最初 是接通的， 是断开
的，那么下列描述中正确的是（ ）
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A. 刚接通 ，A 灯就立即亮，B 灯延迟一段时间才亮
B. 刚接通 时，A 灯延迟一段时间才亮，B 灯就立即亮
C. 接通 到电路稳定，B 灯由亮变暗最后熄灭
D. 接通 ，电路稳定后再断开 时，A、B 灯均立即熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．刚接通 时，由于电感线圈 L 会发生通电自感现象，使通过线圈的电流由零逐渐增大，所
以灯泡 A、B 会同时变亮；从接通 到电路稳定，由于线圈的电阻不计，B 灯相当于与一段导线并联，则
B 灯被短路，B 灯由亮变暗最后熄灭，电源只给 A 灯供电，A 灯将变得更亮，故 AB 错误，C 正确；
D．接通 ，电路稳定后再断开 时，A 灯与电路断开将立即熄灭，而 B 灯与电感线圈构成闭合电路，由
于线圈的自感现象，B 灯会先亮一下，然后熄灭，故 D 错误。
故选 C。
3. 如图，合肥一中某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开 45°，在这一过程中，以推窗人的视角
来看，下列说法正确的是（ ）
A. AB 边切割地磁场过程中可以等效成一个左负右正的电源
B. 钢窗中有顺时针电流
C. 钢窗有收缩趋势
D. B 点电势高于 C 点
【答案】D
【解析】
【详解】A．合肥所在处地磁场的水平分量由南指向北，竖直分量竖直向下；将朝南的钢窗右侧向外打开
45°，根据右手定则可知 AB 边切割地磁场过程中可以等效成一个左正右负的电源，故 A 错误；
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BCD．钢窗右侧向外打开过程，向北穿过窗户的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方
向由南指向北，以推窗人的视角来看，感应电流为逆时针电流，同时根据“增缩减扩”推论可知，钢窗有
扩张趋势；由于流过 BC 边的电流方向由 B 到 C，所以 B 点电势高于 C 点，故 BC 错误，D 正确。
故选 D。
4. 如图所示，A 是一个边长为 L 的正方形导线框，每边电阻为 r.现维持线框以恒定速度 v 沿 x 轴运动，并
穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域．Ubc＝φb－φc，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则 b、c
两点间的电势差随时间变化的图线应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】规定以顺时针方向为电流的正方向；
，线框在磁场外，感应电流为 0．
，由右手定则可得出电流的方向为逆时针的方向，维持线框以恒定速度 v 沿 x 轴运动，所以感应电
动势和电流不变，b 点电势高于 c 点，根据法拉第电磁感应定律，则有
，线框全部进入磁场，感应电流为 0，但感应电动势 BLv，b 点电势高于 c 点，则
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，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度 v
沿 x 轴运动，所以感应电动势和电流不变，b 点电势高于 c 点，根据法拉第电磁感应定律，则有
故选 B。
5. 如图所示，要使铜制线圈 c 中有顺时针方向（从左向右看）的感应电流产生且被螺线管排斥，则金属导
轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做的运动可能是（ ）
A. 向右的匀速运动 B. 向左的加速运动
C. 向右的减速运动 D. 向右的加速运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．导体棒 ab 向右匀速运动时，ab 中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过 c
的磁通量不变，c 中没有感应电流，线圈 c 不受安培力作用，不会被螺线管排斥，A 错误；
BD．导体棒 ab 向右或向左做加速运动时，ab 中产生的感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过 c 的
磁通量增大，相当于螺线管靠近线圈 c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈 c 相互排斥；导体棒向左加速
运动时，产生由 b 向 a 向上增加的电流，在螺线管中产生的磁场左端是 N 极，则穿过圆环的磁通量向左增
加，根据楞次定律可知在圆环中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，则 B 正确，D 错误；
C．导体棒 ab 向右或向左做减速运动时，ab 中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过 c 的磁
通量减小，相当于螺线管远离线圈 c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈 c 相互吸引，故 C 错误；
故选 B。
6. 如图所示，平行导轨 MN、PQ 间距为 d，M、P 间接一个电阻 R，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向
垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆 ab 第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成 60
°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度 v 沿垂直于杆的方向滑行时，第一次和第二次
金属杆中感应电流之比是（ ）
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A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】第一次金属杆切割磁感线的有效长度为
第二次金属杆切割磁感线的有效长度为
感应电动势为
电流为
联立解得
故选 B。
7. 如图所示，在匀强磁场区域的上方有一半径为 R，质量为 m 的导体圆环，将圆环由静止释放，圆环刚进
入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，已知圆环的电阻为 r，匀强磁场的磁感应强度为 B，重力加
速度为 g，则（ ）
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A. 圆环进入磁场的过程中，圆环中的电流为逆时针
B. 圆环进入磁场 过程可能做匀速直线运动
C. 圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为
D. 圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．圆环进入磁场的过程中，垂直纸面向里的磁通量增加，根据楞次定律，圆环中感应电流的磁通
量应垂直纸面向外，由右手螺旋定则判断感应电流为逆时针方向，A 正确；
B．由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，圆环进入磁场的过程感应电流不同，安培
力不同，故线圈不可能做匀速运动，B 错误；
C．根据电荷量
根据闭合电路欧姆定律
由法拉第电磁感应定律
可得圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为
C 错误；
D．由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，根据动能定理得
所以电阻产生的热量
D 正确。
故选 AD。
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8. 如图所示，圆形区域半径为 R，区域内有一垂直纸面的匀强磁场。磁感应强度的大小为 B，P 为磁场边界
上的最低点。大量质量均为 m，电荷量绝对值均为 q 的带负电粒子，以相同的速率 v 从 P 点沿各个方向射
入磁场区域。粒子的轨道半径 r＝2R，A、C 为圆形区域水平直径的两个端点，粒子重力不计，空气阻力不
计，则下列说法不正确的是（ ）
A. 粒子射入磁场的速率为 v＝
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 t＝
C. 不可能有粒子从 C 点射出磁场
D. 若粒子的速率可以变化，则可能有粒子从 A 点水平射出
【答案】C
【解析】
【详解】A．由洛伦兹力提供向心力，有
解得
根据题意
r＝2R
可得
故 A 正确，不符合题意；
B．当粒子以圆形区域的直径 2R 为弦做圆周运动时，粒子在磁场中运动的时间最长，由几何关系可知此时
轨迹对应的圆心角为 60°，粒子运动的周期为
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则粒子在磁场中运动的时间为
故 B 正确，不符合题意；
C．粒子的轨道半径为 2R，磁场的半径为 R，粒子可能从 C 点射出，故 C 错误，符合题意；
D．当粒子的轨道半径为 R 时，竖直向上射出的粒子，可以从 A 点水平射出，且速率满足
故 D 正确，不符合题意。
故选 C。
9. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于磁场区域中心且电阻均匀的正方形导体框 abcd，
若将导体框分别朝两个方向以 v、3v 速度匀速拉出磁场，则这两个过程中（ ）
A. 导体框中产生的感应电流方向相同
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框边 ab 两端电势差相同
D. 通过导体框截面的电荷量相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A．两种情况下都是穿出磁场，穿过线圈的磁通量减小，根据右手定则，导线框产生的感应电流方
向相同，均沿逆时针方向，A 正确；
B．导体框中产生的焦耳热
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知 Q 与速度 v 成正比，所以导线框产生的焦耳热不同，B 错误；
C．向上移出磁场的过程中，cd 切割磁感线，相当电源，产生电动势
E1=Blv
ab 边两端电势差
向右移出磁场的过程中，ad 切割磁感线，相当电源，电动势
E2=3Blv
ab 边两端电势差
导体框边 ab 两端电势差不相同，故 C 错误；
D．通过导体框截面的电量为
沿两个不同方向移出，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电量相同，D 正确．
故选 AD。
10. 回旋加速器主要结构如图，两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中，两
盒间的狭缝宽度很小，粒子通过时间不计。粒子源 S 位于金属盒的圆心处，产生的粒子初速度可以忽略。
现用回旋加速器分别加速两种不同的粒子 a、b，a、b 的质量之比为 ，电荷量之比为 ，已知加速时
狭缝间电压大小恒为 U，磁场的磁感应强度为 B，D 形盒的半径为 R，狭缝之间的距离为 d。不计粒子受到
的重力，则（ ）
A. 要使两粒子 a、b 每经过窄缝都被加速，交变电压的频率相同
B. 两粒子 a、b 所能达到的最大动能不相等
C. 两粒子 a、b 在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比
D. 两粒子 a、b 在磁场中运动的时间之比
【答案】CD
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【解析】
【详解】A．带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等时，实现对粒子同步加速，粒子在磁场中
运动周期 ，与粒子的速度无关，交变电场的周期也为 ，频率为
因两粒子 a、b 比荷 不相同，所以要使两粒子 a、b 每经过窄缝都被加速，交变电压的频率应不相同，故
A 错误；
B．当粒子恰好从 D 型盒的出口处飞出时，速度最大，由公式
可得粒子最大动能
可得两粒子最大动能之比等于 ，两粒子所能达到的最大动能相等，故 B 错误；
C．设粒子电荷量为 ，则粒子每加速一次增加的动能为 ，粒子能达到的最大动能为
得加速的次速为
可得两粒子在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数之比为 2：1，故 C 正确；
D．粒子在磁场中每运动一周，加速两次，可得粒子在电场中加速的次数为
则粒子在磁场中运动的时间
显然，可知两粒子 a、b 在磁场中运动的时间之比为 1 ： 1，故 D 正确。
故选 CD。
11. 如图所示，在磁感应强度 的匀强磁场中，有一个半径 的金属圆环。圆环所在的平面与
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磁感线垂直，OA 是一个金属棒，它沿着顺时针方向以 20rad/s 的角速度绕圆心 O 匀速转动。A 端始终与圆
环相接触，OA 棒的电阻 ，图中定值电阻 ， ，电容器的电容 ，
圆环和导线的电阻忽略不计，则（ ）
A. 电容器下极板带正电 B. 电容器下极板带负电
C. 电容器 带电荷量是 D. 电容器的带电荷量是
【答案】BC
【解析】
【详解】A B．根据右手定则可知，电流方向由 O 指向 A，故电容器上极板带正电，下极板带负电，A 错误，
B 正确；
C D．导体棒切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可知通过 的电流为
有并联电路特点可知电容器两端的电压为
根据
可知电容器所带电荷量为
C 正确，D 错误。
故选 BC。
12. 如图 a、b、c 三个圆环在同一平面内，当 a 环中的顺时针方向电流减小时，则（ ）
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A. b 环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B. b 环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C. c 环中感应电流方向为顺时针，有扩张趋势
D. c 环中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由安培定则可知，a 环在 b 环内产生的磁场的方向向里，当 a 环中电流逐渐减小时，在环外
产生的磁场减小，b 环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，b 环有面积缩小的趋势，根据楞次定律可知，
b 环感应电流的方向为顺时针方向，故 A 正确，B 错误；
CD．根据磁场分布的特点可知，c 环处磁场的方向向外，当 a 环中电流逐渐减小时，c 环内向外的磁通量减
小，为阻碍磁通量的减小，c 环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，c 环感应电流的方向为逆时针方向，
故 CD 错误；
故选 A。
13. 如图所示，虚线间空间存在由匀强电场 E 和匀强磁场 B 组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正
电小球(电荷量为＋q，质量为 m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可
能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（）
A.
B.
C.
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D.
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力，下降过程中速度一定变大，故洛伦兹力一定变
化，不可能一直与电场力平衡，故合力不可能一直向下，故一定做曲线运动，故 A 错误；
B．小球受重力、向上的电场力、垂直向外的洛伦兹力，合力与速度一定不共线，故一定做曲线运动，故 B
错误；
C．小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力，若三力平衡，则粒子做匀速直线运动；故 C 正
确；
D．粒子受向下的重力和向上的电场力，合力一定与速度共线，故粒子一定做直线运动，故 D 正确；
故选 CD。
14. 如图，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为 L＝1m。导轨上放置两
导体棒 ab、cd，与导轨垂直并构成闭合回路，两导体棒 ab、cd 的质量分别为 、 ，长
度均为 L＝1m，电阻均为 R＝0.3Ω，其余部分电阻不计。在整个导轨所在平面内存在方向竖直向上、磁感
应强度大小为 B＝1T 的匀强磁场。初始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒 ab 以水平向右
的初速度 ，若两杆初始时相距足够远，运动全程中两杆始终不相遇，则当两杆速度最终稳定时
（ ）
A. 两杆 最终末速度相等，大小为
B. 电路中产生的焦耳热为
C. 安培力对 cd 杆做功
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D. 电路中通过的电荷量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，设速度相同时为 v 有
得
故 A 正确；
B．根据能量守恒，设产生热量为 Q，则整个过程中产生的总热量
代入得
故 B 错误；
C．设安培力做功为 W，根据动能定理知
故 C 正确；
D．当 cd 棒从速度 0 变为 v，由安培力冲量可知
则
代入得
因电路中电荷量处处相同则电路中通过的电荷量为 ，故 D 正确；
故选 ACD。
第Ⅱ卷（非选择题）
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二、实验题（本题共 2 小题，共 9 分）
15. 物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
（1）已将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。
（2）把 A 线圈插入 B 线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，下面操作出现的情
况有：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈 A 中的铁芯，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏
转。
【答案】 ①. 右 ②. 左
【解析】
【详解】把 A 线圈插入 B 线圈中，穿过线圈 B 的磁通量增加，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右
偏转了一下，则：
①[1]向右移动滑动变阻器滑片，阻值减小，则电流变大，穿过线圈 B 的磁通量增加，则灵敏电流计指针将
向右偏转；
②[2]保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈 A 中的铁芯，穿过线圈 B 的磁通减小，则灵敏电流计指针将
向左偏转。
16. 某同学欲利用图所示的电路测量电流表 A1 的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电流表（量程 0～300μA，内阻约 120Ω）；
B．电流表（量程 0~1mA，内阻约为 30Ω）；
C．电流表（量程 0~10mA，内阻约为 5Ω）；
D．定值电阻（阻值为 50Ω）；
E．定值电阻（阻值为 15Ω）；
F．滑动变阻器（0～20Ω，允许通过的最大电流为 2A）；
G．滑动变阻器（0～1000Ω，允许通过的最大电流为 0.1A）；
H．电源 E；
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I．开关及导线若干。
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
（1）图中电流表 A2 应选用______，定值电阻 R1 应选用______，滑动变阻器 R 应选用______。（均填器材
前的选项字母）
（2）正确选择器材并进行实验操作，调节滑动变阻器的滑片，可获得电流表 A1，A2 的多组数据 I1、I2，作
出 I2-I1 图线如图所示，如果图像的斜率 ，则待测电流表的内阻为 RA1=______Ω。
【答案】（1） ①. B ②. D ③. F
（2）132
【解析】
【小问 1 详解】
[1][2]图中电流表 A2 应选用 B，定值电阻 R1 应选用 D，因为，A1 两端的最大电压为
电流表 A2 的最大电流为
[3]为了方便调节电路，滑动变阻器 R 应选用 F。
【小问 2 详解】
根据题意得
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解得
根据题意得
解得
三、计算题（本题共 3 小题，共 35 分，请将答案写在答题卡相应位置，要求有必要的文字说
明和具体的解题步骤公式，直接写出答案的不给分。）
17. 如图甲所示，一正方形单匝闭合线框放置于粗糙的水平桌面上，边长 ，质量 ，电
阻 ，虚线是线框对角线，虚线左侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小 B 随时间 t 变
化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数 。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等
于滑动摩擦力，重力加速度 ，求：
（1）从计时开始，线框经过多长时间开始滑动；
（2）线框在滑动前所产生的焦耳热。
【答案】（1）0.5s
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
由法拉第电磁感应定律可知
由闭合电路欧姆定律可知
由图可知，线框在磁场中 等效长度为
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线框与桌面之间的最大静摩擦力为
当安培力等于最大静摩擦力时，线框开始滑动
可得
则由图乙可知
【小问 2 详解】
线框在滑动前所产生的焦耳热为
18. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系 xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强
度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为＋q、质量为 m 的微粒从原点出发，以
某一初速度沿与 x 轴正方向的夹角为 45°的方向进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到 A（l，l）
时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于 y 轴穿出
复合场。不计一切阻力，重力加速度为 g，求：
（1）电场强度 E 的大小；
（2）磁感应强度 B 的大小；
（3）微粒在复合场中的运动时间。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）微粒到达 A(l，l)之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲
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可知
得
.
（2）由平衡条件得
电场方向变化后，微粒所受重力与静电力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙
由几何知识可得
l
联立解得
解得
（3）微粒做匀速直线运动的时间
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微粒做匀速圆周运动的时间
微粒在复合场中的运动时间
19. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ 间的距离 ，导轨与水平面间的夹角为 37°，空
间存在方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小 的匀强磁场，M、P 间接有阻值 的电
阻，质量 、电阻 的金属棒 ab 垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数 。
现用恒力 F 沿导轨平面向上拉金属棒 ab，使其由静止开始运动，当 时，金属棒的速度大小
，金属棒向上加速 时达到稳定状态，对应的 图像如图乙所示，取重力加速度大小
， ，求：
（1）恒力 F 的大小；
（2）在 0~1.5s 时间内通过金属棒的电荷量 q；
（3）在 0~5.6s 时间内金属棒上产生的焦耳热。
【答案】（1）3.45N （2）0.27C （3）0.16J
【解析】
【小问 1 详解】
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由题意，金属棒稳定后，速度为 ，对金属棒受力分析，由平衡条件有
联立以上式子，代入相关已知数据求得
【小问 2 详解】
在 0~1.5s 时间内，对金属棒利用动量定理有
其中
联立，代入数据求得在 0~1.5s 时间内通过金属棒的电荷量
【小问 3 详解】
在 0~5.6s 时间内，设金属棒运动的距离为 ，根据动量定理有
其中
对金属棒，根据功能关系有
金属棒产生的焦耳热
联立以上式子，代入数据求得
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