广东省湛江市2023-2024学年度第二学期期末高中模拟测试高二物理试卷（含答案）

这是一份广东省湛江市2023-2024学年度第二学期期末高中模拟测试高二物理试卷（含答案），共21页。试卷主要包含了4Ω电水壶，下列说法正确的是，2A，电流方向等内容，欢迎下载使用。

（满分：100分，考试时间：75分钟）
注意事项：
1. 答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号、考场号和座位号填写
在答题卡上，并将考号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 阅读答题卡上面的注意事项，所有题目答案均答在答题卡上，写在本试卷上无效。
3. 作答选择题时，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。非选择题如需改动，先划
掉原来的答案，然后再写上新的答案。
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年两会期间，核聚变领域首席专家段旭如表示，可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（ ）
A．核聚变过程中核子的总质量增加
B．核聚变反应中释放的γ射线具有较强的穿透能力
C．核反应是核聚变
D．原子弹是利用核聚变原理制成的
2．图甲是法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图。铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为 L，匀强磁场的磁感应强度为B，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，则（ ）
A．通过电阻R的电流方向向下
B．回路中有周期性变化的感应电流
C．圆盘转动产生的感应电动势大小
D．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
3．如图所示的电路中，L是自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器（相当于电流表）的电阻忽略不计，电源内阻不可忽略。在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间在 t=t₁时刻断开开关S。则下列电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，有关图中各表的读数变化判断正确的是（ ）
A．A2读数变小B．A1读数变大
C．V1读数变大D．V3读数不变
5．如图甲所示电路中，电流（以图甲中电流方向为正）随时间的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
A．内，磁场能转化为电场能
B．内，自感电动势逐渐变大
C．内，电容器C正在充电
D．内，电容器C上极板带负电
6．汽车玻璃防水膜，遇水后的效果类似于荷叶外表。水滴在贴膜的后视镜面上呈椭球形，不易停留，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．水滴呈椭球形是水表面张力与重力共同作用的结果
B．水滴呈椭球形是水和防水膜发生了浸润现象
C．与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子间的作用力表现为引力
D．与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子分布比水滴的内部稀疏
7．在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示，其横轴截距为，纵轴截距为，元电荷电量为。下列说法正确的是（ ）
A．遏止电压与入射光的频率成正比B．金属的逸出功为
C．金属的截止频率为D．普朗克常量
二、多项选择题：本题共 3 小题，每题 6 分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
8．如图所示，某医用氧气生产工厂要将氧气瓶甲中氧气分装到瓶乙中，两瓶的容积相同，阀门K打开前瓶乙已经抽成真空。现将阀门K打开，当两瓶内氧气的压强相等时再关闭阀门。两氧气瓶、阀门及连接管都看作绝热，瓶中的氧气看作是理想气体，不计连接管的容积。对此次分装过程，以下说法正确的是（ ）
A．分装完毕后甲瓶中的氧气的压强为分装前的
B．分装完毕后，氧气分子热运动的平均速率不变
C．分装完毕后，甲乙两瓶内氧气的总内能减小
D．氧气自发地从甲瓶向乙瓶的流动过程是不可逆的
9．如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器T1、T2均为理想变压器，变压器T2原、副线圈的匝数之比为11：5，n4两端的电压u4随时间t变化规律为：，假设负载是电阻为48.4Ω电水壶，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电周期为50s
B．变压器T1副线圈n2两端的电压为484V
C．经过1分钟电水壶产生的焦耳热是6×104J
D．为了减少输电线r上的电能损失，变压器T1应该使用升压变压器
10．2023年12月26日，“龙龙”高铁（龙岩段）正式开通，高铁起于福建省龙岩市，终到广东省河源市龙川县，对促进闽西革命老区和粤港澳大湾区发展合作具有重要意义。如图所示，一列动车水平驶入新建的武平车站，其进站的电磁制动原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场方向竖直向上，其区域足够长，左边界与ab平行，磁感应强度大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。则（ ）
A．列车进站过程中电流方向为badcb
B．列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．列车从进站到停下来的过程中，线框产生的热量
D．列车从进站到停下来的过程中，通过回路的电荷量
三、非选择题：共 54 分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（8分）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为，又用滴管测得滴这种溶液的总体积为，将一滴这种溶液满在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上（如图所示），测得油膜占有的小正方形个数为。
（1）假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为 （选填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”）；
（2）用以上字母表示油酸分子直径的大小 ；
（3）若实验时爽身粉撒得太厚，则所测的分子直径会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（8分）某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小，由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 （选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“上”或“下”）移动。
（3）如果报警器达到报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器响铃，检查后发现电路连接完好，各电路元件完好，则造成电路不能正常工作的原因可能是 。
A．控制电路中电源的电动势过小
B．继电器中线圈匝数过多
C．继电器中弹簧劲度系数过大
13．（10分）如图所示，某实验小组将带刻度的导热容器放在水平地面上，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦滑动，这样就改装成一个“温度计”。当活塞静止在距容器底为时，气体的温度为。已知容器的横截面积为，高度为，重力加速度为，大气压强恒为。求：
（1）该温度计能测量的最高温度；
（2）当气体从外界吸收热量后，活塞由位置缓慢上升到容器最高点的过程中，气体内能的变化量。
14．（13分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势，内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取，已知，，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
15．（15分）如图所示，在一个圆形金属圈区域内，存在着磁场的方向与线圈平面垂直的匀强磁场。已知圆形金属线圈的面积，匝数，线圈电阻。线圈与电阻构成闭合回路，。取垂直线圈平面向里为磁场正方向，若匀强磁场磁感应强度随时间变化的关系式为。求：
（1）通过电阻的感应电流的大小和方向；
（2）在时刻，两点间的电势差。
湛江市 2023-2024 学年度第二学期期末高中模拟测试
高二物理试卷答案解析
（满分：100分，考试时间：75分钟）
注意事项：
1. 答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号、考场号和座位号填写
在答题卡上，并将考号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 阅读答题卡上面的注意事项，所有题目答案均答在答题卡上，写在本试卷上无效。
3. 作答选择题时，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。非选择题如需改动，先划
掉原来的答案，然后再写上新的答案。
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年两会期间，核聚变领域首席专家段旭如表示，可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（ ）
A．核聚变过程中核子的总质量增加
B．核聚变反应中释放的γ射线具有较强的穿透能力
C．核反应是核聚变
D．原子弹是利用核聚变原理制成的
【答案】B
【详解】A．核聚变过程中存在质量亏损，故A错误；
B．γ射线波长短，能量高，具有较强的穿透能力，故B正确；
C．核反应是核裂变，故C错误；
D．原子弹是利用核裂变原理制成的，故D错误。
故选B。
2．图甲是法拉第在一次会议上展示的圆盘发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图。铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片 C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为 L，匀强磁场的磁感应强度为B，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，则（ ）
A．通过电阻R的电流方向向下
B．回路中有周期性变化的感应电流
C．圆盘转动产生的感应电动势大小
D．由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
【答案】C
【详解】A．根据右手定则可知，通过电阻R的电流方向向上，选项A错误；
BD．圆盘转动时相当一个半径切割磁感线，产生恒定的感应电动势，则回路中有恒定不变的的感应电流，选项BD错误；
C．圆盘转动产生的感应电动势大小
选项C正确；
故选C。
3．如图所示的电路中，L是自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值小于灯泡D的阻值，电流传感器（相当于电流表）的电阻忽略不计，电源内阻不可忽略。在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间在 t=t₁时刻断开开关S。则下列电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，通过线圈的电流逐渐变大，通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值小于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流大于通过电流传感器的电流。t=t1时刻断开开关S，由于自感现象，电感线圈阻碍电流减小，原来通过线圈L的电流此时从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小。故A正确，BCD错误。
故选A。
4．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，有关图中各表的读数变化判断正确的是（ ）
A．A2读数变小B．A1读数变大
C．V1读数变大D．V3读数不变
【答案】B
【详解】由于变压器原线圈的输入电压不变，则V1读数不变，根据
可知副线圈的输出电压不变，当用户的用电器增加时，则减小，副线圈回路总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，则A2读数变大；根据
可知原线圈电流增大，则A1读数变大；由于通过的电流增大，两端电压增大，根据
可知V3读数变小。
故选B。
5．如图甲所示电路中，电流（以图甲中电流方向为正）随时间的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
A．内，磁场能转化为电场能
B．内，自感电动势逐渐变大
C．内，电容器C正在充电
D．内，电容器C上极板带负电
【答案】B
【详解】A．根据图乙可知，内，电流在逐渐变大，电容器C正在放电，电场能转化为磁场能。A错误；
B．根据图乙可知，内，电流随时间变化率增加，则自感电动势逐渐变大。Ｂ正确；
C．根据图乙可知，内，反向电流在逐渐变大，电容器正在放电。Ｃ错误；
D．根据图乙可知，内，电流在逐渐减小，电容器正在充电，根据电流方向可知，电容器C上极板带正电，下极板带负电。D错误；
故选B。
6．汽车玻璃防水膜，遇水后的效果类似于荷叶外表。水滴在贴膜的后视镜面上呈椭球形，不易停留，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．水滴呈椭球形是水表面张力与重力共同作用的结果
B．水滴呈椭球形是水和防水膜发生了浸润现象
C．与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子间的作用力表现为引力
D．与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子分布比水滴的内部稀疏
【答案】A
【详解】A．由于水的表面张力作用使得水滴呈现球形，由于重力作用水滴呈现椭球形，即水滴呈椭球形是水表面张力与重力共同作用的结果，选项A正确；
B．水滴呈椭球形是水和防水膜发生了不浸润现象，选项B错误；
CD．水与未贴膜的玻璃表面接触时发生浸润，与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子比水滴内部密集，接触面的水分子间的作用力表现为斥力，使水有面积扩大的趋势，选项CD错误。
故选A。
7．在光电效应中，当一定频率的光照射某种金属时，实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示，其横轴截距为，纵轴截距为，元电荷电量为。下列说法正确的是（ ）
A．遏止电压与入射光的频率成正比B．金属的逸出功为
C．金属的截止频率为D．普朗克常量
【答案】B
【详解】根据光电效应方程可得电子的最大初动能为
根据动能定理可得
联立可得
可知遏止电压与入射光的频率不成正比关系，图像的斜率为
解得普朗克常量为
图像的纵轴截距为
解得金属的逸出功为
金属的截止频率为
故选B。
二、多项选择题：本题共 3 小题，每题 6 分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
8．如图所示，某医用氧气生产工厂要将氧气瓶甲中氧气分装到瓶乙中，两瓶的容积相同，阀门K打开前瓶乙已经抽成真空。现将阀门K打开，当两瓶内氧气的压强相等时再关闭阀门。两氧气瓶、阀门及连接管都看作绝热，瓶中的氧气看作是理想气体，不计连接管的容积。对此次分装过程，以下说法正确的是（ ）
A．分装完毕后甲瓶中的氧气的压强为分装前的
B．分装完毕后，氧气分子热运动的平均速率不变
C．分装完毕后，甲乙两瓶内氧气的总内能减小
D．氧气自发地从甲瓶向乙瓶的流动过程是不可逆的
【答案】ABD
【详解】A．由题意知，分装过程温度不变，由玻意耳定律知，气体体积变为两倍，压强减小为原来的，即分装完毕后甲瓶中的氧气的压强为分装前的，故A正确；
B．由于整个过程温度不变，可知分装完毕后，氧气分子热运动的平均速率不变，故B正确；
C．理想气体温度不变，可知分装完毕后，甲乙两瓶内氧气的总内能不变，故C错误；
D．由热力学第二定律可知，氧气自发地从甲瓶向乙瓶的流动过程是不可逆的，故D正确。
故选ABD。
9．如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器T1、T2均为理想变压器，变压器T2原、副线圈的匝数之比为11：5，n4两端的电压u4随时间t变化规律为：，假设负载是电阻为48.4Ω电水壶，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电周期为50s
B．变压器T1副线圈n2两端的电压为484V
C．经过1分钟电水壶产生的焦耳热是6×104J
D．为了减少输电线r上的电能损失，变压器T1应该使用升压变压器
【答案】CD
【详解】A．变压器改变电压和电流，不改变频率，故电源的频率与的频率相同，则交流电源输出的交流电周期为
故A错误；
B．由题意可知，降压变压器T2副线圈两端电压的有效值为
原线圈两端电压的有效值为
由于输电线上一定有电压损失，故变压器T1副线圈n2两端的电压大于484V，故B错误；
C．电水壶中的电流为
经过1分钟电水壶产生的焦耳热是
故C正确；
D．变压器T1原副线圈满足
输电线上损失的功率可表示为
变压器T1使用升压变压器，可减小电流，减小功率损失，故D正确。
故选CD。
10．2023年12月26日，“龙龙”高铁（龙岩段）正式开通，高铁起于福建省龙岩市，终到广东省河源市龙川县，对促进闽西革命老区和粤港澳大湾区发展合作具有重要意义。如图所示，一列动车水平驶入新建的武平车站，其进站的电磁制动原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场方向竖直向上，其区域足够长，左边界与ab平行，磁感应强度大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。则（ ）
A．列车进站过程中电流方向为badcb
B．列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．列车从进站到停下来的过程中，线框产生的热量
D．列车从进站到停下来的过程中，通过回路的电荷量
【答案】BD
【详解】A．根据右手定则可知，列车进站过程中电流方向为abcda，故A错误；
B．列车ab边进入磁场瞬间，感应电动势为
感应电流为
根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．列车从进站到停下来的过程中，有铁轨及空气阻力的合力做功，因此有内能产生，根据能量守恒定律可知，线框产生的热量
故C错误；
D．令线框进入磁场中有感应电流产生过程的位移为x，可知
感应电动势的平均值为
感应电流为
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共 54 分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（8分）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为，又用滴管测得滴这种溶液的总体积为，将一滴这种溶液满在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上（如图所示），测得油膜占有的小正方形个数为。
（1）假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为 （选填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”）；
（2）用以上字母表示油酸分子直径的大小 ；
（3）若实验时爽身粉撒得太厚，则所测的分子直径会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 理想模型法 偏大
【详解】（1）[1]假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为理想模型法。
（2）[2]一滴这种溶液含纯油酸的体积为
测得油膜占有的小正方形个数为，则油膜面积为
则油酸分子直径的大小为
（3）[3]若实验时爽身粉撒得太厚，使得油膜没办法形成单分子层油膜，油膜面积测量值偏小，根据
可知所测的分子直径会偏大。
12．（8分）某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小，由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 （选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“上”或“下”）移动。
（3）如果报警器达到报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器响铃，检查后发现电路连接完好，各电路元件完好，则造成电路不能正常工作的原因可能是 。
A．控制电路中电源的电动势过小
B．继电器中线圈匝数过多
C．继电器中弹簧劲度系数过大
【答案】 b 上 AC/CA
【详解】（1）[1]温度升高时热敏电阻阻值减小，控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，将衔铁吸引下来与下方b处接通，故c应接在b处。
（2）[2] 若要使启动报警的温度降低些，相当于增大临界状态的热敏电阻阻值，为了仍等于电磁铁将衔铁吸引下来的电流临界值，则需要减小滑动变阻器的阻值，即滑片P向上移动。
（3）[3]A．警器响铃的条件是控制电路中的电流大于等于临界值，控制电路中电源的电动势过小，即使无论如何调节滑动变阻器的滑片P都无法使电路中的电流升高到临界值。故A正确；
B．继电器中线圈匝数过多，使电磁铁磁性更强，更容易使报警器报警，故B错误；
C．继电器中弹簧劲度系数过大时，电磁铁在到达临界条件的电流时，引力无法将衔铁吸引下来。故C正确。
故选AC。
13．（10分）如图所示，某实验小组将带刻度的导热容器放在水平地面上，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦滑动，这样就改装成一个“温度计”。当活塞静止在距容器底为时，气体的温度为。已知容器的横截面积为，高度为，重力加速度为，大气压强恒为。求：
（1）该温度计能测量的最高温度；
（2）当气体从外界吸收热量后，活塞由位置缓慢上升到容器最高点的过程中，气体内能的变化量。
【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）因为不变，气体做等压变化，有
解得
（2）对活塞由平衡知识得
根据热力学第一定律
得出
14．（13分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势，内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取，已知，，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
【答案】（1）1.5A；（2）0.3N；（3），方向沿导轨平面向下
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，有
（2）导体棒受到的安培力
（3）对导体棒受力分析如图所示

将重力正交分得
根据平衡条件，有
代入数据得
15．（15分）如图所示，在一个圆形金属圈区域内，存在着磁场的方向与线圈平面垂直的匀强磁场。已知圆形金属线圈的面积，匝数，线圈电阻。线圈与电阻构成闭合回路，。取垂直线圈平面向里为磁场正方向，若匀强磁场磁感应强度随时间变化的关系式为。求：
（1）通过电阻的感应电流的大小和方向；
（2）在时刻，两点间的电势差。
【答案】（1）0.2A，电流方向：；（2）
【详解】（1）根据题意，由楞次定律可知，通过的电流方向：，由法拉第电磁感应定律
通过电阻的电流
（2）根据题意，由楞次定律可知，a点电势低于b点电势，则有
可得