浙江省金華市十校2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期1月期末物理試題

金華十校2023年1月高二期末模擬考試物理試卷一、選擇題I（本題共10小顆，每小題3分，共30分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.在一些機(jī)場、車站、飯店的洗手間通常都裝有自動熱風(fēng)干手器。人們洗于后將濕手靠近干手器，機(jī)內(nèi)傳感器發(fā)出感應(yīng)信號，使干手器工作吹出“熱風(fēng)”，將濕手烘干（如圖所示）。自動熱風(fēng)干手器之所以能實現(xiàn)這種自動控制，主要是由于濕手靠近它時（）A.改變了傳感器附近的濕度 B.改變了傳感器附近的溫度C.改變了傳感器的電容 D.改變了傳感器的電阻【答案】C【解析】2.如圖，在和處分別放置等量異種電荷，以兩點連線的中點為圓心、在垂直的平面內(nèi)某一圓周上任取兩點A、B，則A、B兩點（）A.場強大小，方向均相同B.場強大小相等，方向不同C.電勢相等，且高于D.電勢相等，且低于【答案】A【解析】【詳解】AB．如圖所示，在等量異種電荷連線的中垂面上，以O(shè)3為圓心的圓周上A、B兩點，場強大小相等，方向相同，A正確，B錯誤；CD．等量異種電荷連線的中垂面上各點電勢相等，且等于電勢，CD錯誤。故選A。3.北京市國民體質(zhì)監(jiān)測中心曾經(jīng)調(diào)查顯示，由于長時間低頭看書、看、時坐姿不正等原因造成我國青少年探頸、駝背比例高達(dá)46.1%。智能感應(yīng)式矯正器能提醒不良姿勢起到矯正的作用。如圖是某矯正器的銘牌信息，已知當(dāng)剩余電池容量為總?cè)萘康?0%時，智能感應(yīng)式矯正器將停止工作。若該智能感應(yīng)式矯正器工作時一直處于額定工作狀態(tài)，使用前電池容量為零，則下列說法正確的是（）A.理論上該矯正器充滿電可以連續(xù)工作約小時B.第一次充滿電的時間和可正常工作時間之比約為C.電池容量的單位mAh是能量單位D.該矯正器充滿電所儲存的能量約為【答案】D【解析】【詳解】A．額定工作狀態(tài)時的電流為理論上該矯正器充滿電可以連續(xù)工作的時間為A錯誤；B．第一次充滿電的時間第一次充滿電的時間和可正常工作時間之比約為B錯誤；C．電池容量的單位mAh是電荷量單位，C錯誤；D．該矯正器充滿電所儲存的能量約為D正確。故選D。4.充電后的平行板電容器的兩個極板A、B豎直正對放置，板間距離為，帶電量為Q。在兩極板間有一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛于O點，靜止時，細(xì)線向左偏轉(zhuǎn)，如圖所示（小球可視為試探電荷）。則（）A.若將B板緩慢向左平移一小段距離，細(xì)線向左偏轉(zhuǎn)的角度變大B.小球帶負(fù)電，帶電量為C.若將B板緩慢向右平移一小段距離，小球的電勢能減小D.若將細(xì)線剪斷，小球在板間做勻變速曲線運動【答案】C【解析】【詳解】AC．充電后的平行板電容器電量不變，根據(jù)、及得改變板間距離，不影響電場強度，所以細(xì)線的偏角不變。將B板緩慢向右平移一小段距離，小球與B板的距離增大，電勢差增大，小球的電勢升高，但是小球帶負(fù)電，所以小球的電勢能減小。A錯誤，C正確；B．根據(jù)平衡可知其中解得故B錯誤；D.小球受到恒定的電場力及重力，剪斷細(xì)線后，小球沿細(xì)線的延長線做勻加速直線運動。BD錯誤。故選C5.如圖所示，把一個銅環(huán)先后放入甲、乙兩個足夠大磁場中，甲為勻強磁場，乙為非勻強磁場。磁場的中心軸AB、垂直銅環(huán)的平面且通過圓心，為圓環(huán)的豎直對稱軸。下列說法正確的是（）A.將銅環(huán)沿AB、方向移動，甲、乙兩圖中的銅環(huán)都有感應(yīng)電流B.將銅環(huán)繞軸翻轉(zhuǎn)，甲、乙兩圖中的銅環(huán)都有感應(yīng)電流C.將銅環(huán)繞軸AB、旋轉(zhuǎn)，甲、乙兩圖中的銅環(huán)都有感應(yīng)電流D.將銅環(huán)沿垂直AB、方向上下來回移動，甲、乙兩圖中的銅環(huán)都有感應(yīng)電流【答案】B【解析】【詳解】A．將銅環(huán)沿AB、方向移動，甲圖中銅環(huán)內(nèi)的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，乙圖中銅環(huán)內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流，故A錯誤；B．將銅環(huán)繞軸翻轉(zhuǎn)，甲、乙兩圖中的銅環(huán)內(nèi)磁通量都發(fā)生變化，都有感應(yīng)電流，故B正確；C．將銅環(huán)繞軸AB、旋轉(zhuǎn)，甲、乙兩圖中的銅環(huán)內(nèi)的磁通量都不變，故都沒有感應(yīng)電流，故C錯誤；D．將銅環(huán)沿垂直AB、方向上下來回移動，甲圖中的銅環(huán)內(nèi)的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，乙圖中的銅環(huán)內(nèi)的磁通量變化，有感應(yīng)電流，故D錯誤。故選B。6.某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路來對比電感線圈和小燈泡對電路的影響，電路兩端電壓U恒定，、為完全相同的電流傳感器。時刻閉合開關(guān)K，得到通過兩電流傳感器的圖像如圖乙所示，等電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)（斷開開關(guān)后的實驗數(shù)據(jù)未畫出）。下列關(guān)于該實驗的說法正確的是（）A.乙圖中的a曲線表示電流傳感器測得的數(shù)據(jù)B.閉合開關(guān)時，電感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零C.時刻小燈泡與線圈的電阻相等D.斷開開關(guān)后，小燈泡會明顯閃亮后逐漸熄滅【答案】C【解析】【詳解】A．閉合開關(guān)K的瞬間，線圈由于自感現(xiàn)象，電流慢慢增加到最大，所以乙圖中的b曲線表示電流傳感器測得的數(shù)據(jù)，故A錯誤；B．閉合開關(guān)時，電感線圈中電流為零，但由于線圈的自感現(xiàn)象，其自感電動勢不為零，故B錯誤；C．時刻兩支路電流相等，說明小燈泡與線圈的電阻相等，故C正確；D．由于穩(wěn)定后兩支路電流相等，所以斷開開關(guān)后，小燈泡不會明顯閃亮，而是逐漸熄滅，故D錯誤。故選C。7.單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量與時間的關(guān)系圖像如圖所示．下列說法正確的是（）A.時刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動勢有效值為C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為【答案】BC【解析】【詳解】由圖像可知時刻線圈的磁通量最大，因此此時線圈處于中性面位置，因此A錯誤；由圖可知交流電的周期為T，則，由交流電的電動勢的最大值為，則有效值為，故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動一周的發(fā)熱量，，故C正確；從0時刻到時刻的平均感應(yīng)電動勢為，故D錯誤．8.如圖所示，示波管由電子槍豎直方向偏轉(zhuǎn)電極YY′、水平方向偏轉(zhuǎn)電極XX′和熒光屏組成。電極XX′長度為l、間距為d、極板間電壓為U，YY′極板間電壓為零，電子槍加速電壓為10U。電子剛離開金屬絲的速度為零，從電子槍射出后沿OO′方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極。已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則電子（）A.在XX′極板間的加速度大小為B.打在熒光屏?xí)r，動能大小為11eUC.在XX′極板間受到電場力的沖量大小為D.打在熒光屏?xí)r，其速度方向與OO′連線夾角α的正切【答案】D【解析】【詳解】A．由牛頓第二定律可得，在XX′極板間的加速度大小A錯誤；B．電子電極XX′間運動時，有vx=axt電子離開電極XX′時的動能為電子離開電極XX′后做勻速直線運動，所以打在熒光屏?xí)r，動能大小為，B錯誤；C．在XX′極板間受到電場力的沖量大小C錯誤；D．打在熒光屏?xí)r，其速度方向與OO′連線夾角α的正切D正確。故選D。9.如圖所示，足夠長的水平光滑金屬導(dǎo)軌所在空間中，分布著垂直于導(dǎo)軌平面且方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。兩導(dǎo)體棒、均垂直于導(dǎo)軌靜止放置，接觸良好。已知導(dǎo)體棒質(zhì)量為，導(dǎo)體棒質(zhì)量為，長度均為，電阻均為，其余部分電阻不計?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒獲得瞬時平行于導(dǎo)軌水平向右的初速度。除磁場作用外，兩棒沿導(dǎo)軌方向無其他外力作用，在兩導(dǎo)體棒運動過程中，下列說法正確的是（）A.從開始到最終穩(wěn)定的任意一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動能增加量等于于導(dǎo)體棒的動能減少量B.從開始到最終穩(wěn)定的任意一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動量改變量與導(dǎo)體棒的動量改變量相同C.從開始到最終穩(wěn)定的全過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為D.從開始到最終穩(wěn)定的全過程中，兩棒共產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意可知，兩棒組成回路，電流相同，故所受安培力合力為零，動量守恒，故任何一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒b的動量改變量跟導(dǎo)體棒a的動量改變量總是大小相等、方向相反；根據(jù)能量守恒定律可知，a的動能減少量等于b的動能增加量與回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和，A、B錯誤；CD．a(chǎn)、b兩棒的速度最終相等，設(shè)為v，根據(jù)動量守恒定律可得對b棒，由動量定理有解得根據(jù)能量守恒定律，兩棒共產(chǎn)生的焦耳熱為D錯誤，C正確。故選C。10.磁流體發(fā)電機(jī)的原理如左圖所示，燃燒室在3000K的高溫下將氣體全部電離成高溫等離子體。等離子體經(jīng)噴管提速后以速度v進(jìn)入矩形發(fā)電通道，發(fā)電通道中有垂直于噴射速度方向的勻強磁場，簡化后的原理圖如右圖所示。已知磁感應(yīng)強度大小為B，發(fā)電通道長為l，寬為b，高為a，高溫等離子體的電阻率，外部電路的總電阻為R。當(dāng)開關(guān)S閉合后，下列說法正確的是（）A.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢B.回路電流C.發(fā)電機(jī)的輸出功率D.為維持等離子勻速流動，矩形發(fā)電通道左右端的壓強差【答案】C【解析】【詳解】A．由左手定則可知，發(fā)電通道的上極板為電源的正極，下極板為負(fù)極，穩(wěn)定時，洛倫茲力等于電場力，即所以發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢為故A錯誤；B．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得回路中的電流為故B錯誤；C．發(fā)電機(jī)的輸出功率為故C正確；D．矩形發(fā)電通道左右端的壓強為故D錯誤。故選C。二、選擇題Ⅱ（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）11.“中國天眼”位于貴州的大山深處，是500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）。它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）A.電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度均為B.紅外線的波長比紫外線大C.麥克斯韋認(rèn)為均勻變化的電場能激發(fā)出變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波D.赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了麥克斯韋的電磁理論【答案】BD【解析】【詳解】A．電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，其在真空中傳播的速度為，A錯誤；B．紅外線的波長比紫外線大，B正確；C．麥克斯韋認(rèn)為周期性變化的電場激發(fā)出周期性變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波，C錯誤；D．赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了麥克斯韋電磁理論，D正確。故選BD。12.如圖甲所示，電阻為5Ω、匝數(shù)為100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B與電阻R相連，R＝95Ω。線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化，則（）A.在線圈位置上感應(yīng)電流沿逆時針方向B.A點的電勢低于B點的電勢C.回路中電流為D.時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為【答案】AC【解析】【詳解】AB．線圈相當(dāng)于電源，垂直于紙面向里穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知在線圈位置上感應(yīng)電場沿逆時針方向，A相當(dāng)于電源的正極，B相當(dāng)于電源的負(fù)極，A點的電勢高于B點的電勢，故A正確，B錯誤；C．由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路的歐姆定律得故C正確；D．時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為q=It故D錯誤。故選AC。13.如圖所示，豎直平面內(nèi)存在邊界為正方形、方向垂直紙面向外的勻強磁場，a、b兩帶正電的離子分別從靜止開始經(jīng)勻強電場加速后從邊界水平射入磁場，a離子在的中點射入經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直于HG向下射出，已知正方形邊界的邊長為2R，進(jìn)入磁場時，兩離子間的距離為R，已知a離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，不計重力及離子間的相互作用，已知。則下列說法正確的是（）A.磁場的磁感應(yīng)強度B.若a、b兩離子的比荷相同，則兩離子在邊界HG上的出射點間的距離為C.若a、b兩離子的比荷為1:4，則a、b兩離子在磁場中運動的時間相等D.若a、b兩離子從同一點射出磁場區(qū)域，則a、b兩離子的比荷之比為5:2【答案】AB【解析】【詳解】A．由動能定理可得由幾何關(guān)系可知a的軌道半徑為R，則有聯(lián)立可得故A正確；B．若a、b兩離子的比荷相同，由以上分析可知，兩離子的軌道半徑相同，則有由幾何關(guān)系可知b離子在邊界HG上的出射點離的H的距離為則兩離子在邊界HG上的出射點間的距離為故B正確；C．由A選項的表達(dá)式可得離子在磁場運動的半徑為若a、b兩離子的比荷為1:4，則可得則a、b都垂直邊界HG射出，運動的圓心角都是90°，則a的運動時間為則b的運動時間為則a、b兩離子在磁場中運動的時間不相等，故C錯誤；D．若a、b兩離子從同一點射出磁場區(qū)域，則由幾何關(guān)系可知可得由可得則a、b兩離子的比荷之比為故D錯誤。故選AB。14.某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電．圖中交流電源電壓為，定值電阻，小燈泡、的規(guī)格均為“”，理想變壓器、原副線圈的匝數(shù)比分別為1∶3和3∶1．分別接通電路Ⅰ和電路Ⅱ，兩電路都穩(wěn)定工作時，（）A.與一樣亮 B.比更亮C.上消耗的功率比的大 D.上消耗的功率比的小【答案】BC【解析】【詳解】若開關(guān)接cd端，則若電源電壓為，理想變壓器、的匝數(shù)比為用戶電阻為，輸電線電阻為，由變壓器工作原理和歐姆定律。升壓變壓器次級電壓降壓變壓器初級電壓降壓變壓器次級電壓可得輸電功率為輸電線上損耗的電功率為用戶得到的電功率為若開關(guān)接ab端，則負(fù)載得到的功率輸電線上損耗的電功率為將，，k=3帶入可知可得即比更亮；上消耗的功率比的大。故選BC。三、實驗題（本題共2小題，15題8分，16題12分，共20分）15.（1）用如圖甲所示的實驗器材來“探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”①圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接，請補充完成實物間的連線__________。②關(guān)于這個實驗注意事項，下列說法中正確的是__________。A.原副線圈在接入電路前，應(yīng)查清其繞制方向；B.原線圈電阻很小，通電時間不宜過長，以免損壞電源和原線圈C.無論用什么方法使電流計指針偏轉(zhuǎn)，都不要使指針偏轉(zhuǎn)角度過大，以免損壞電流計；D.原線圈中的鐵芯是多余的，做本實驗時可以不用它。（2）用圖乙和圖丙“探究感應(yīng)電流方向的因素”時，①圖乙中在對電流計的內(nèi)阻、量程都不詳?shù)那闆r下，為了安全地查清其指針偏轉(zhuǎn)方向與通過它的電流方向的關(guān)系，下列措施中，哪些是有益的__________；A.用廢舊干電池做電源；B.保護(hù)電阻是一個阻值較小的電阻C.試觸電鍵，發(fā)現(xiàn)電流過大立即斷開電鍵；D.保護(hù)電阻是一個阻值較大的電阻。②在圖丙的操作中下列實驗操作說法正確的是__________。A.線圈應(yīng)選擇粗導(dǎo)線繞制，且匝數(shù)多。B.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，感應(yīng)電流的產(chǎn)生將更加明顯C.實驗中將條形磁體的磁極插入或拔出時，不管緩慢，還是迅速，對實驗現(xiàn)象都不影響D.將N極向下插入與將S極向下插入時，電流計的偏轉(zhuǎn)方向相同【答案】①.②.ABC③.ACD④.AB【解析】【詳解】（1）①[1]實物連線如圖所示：②[2]A.原副線圈在接入電路前，應(yīng)查清其繞制方向，選項A正確；B.原線圈電阻很小，通電時間不宜過長，以免損壞電源和原線圈，選項B正確；C.無論用什么方法使電流計指針偏轉(zhuǎn)，都不要使指針偏轉(zhuǎn)角度過大，以免損壞電流計，選項C正確；D.原線圈中的鐵芯可以增大磁通量，使感應(yīng)電流增大，實驗現(xiàn)象更明顯，鐵芯是必不可少的，故D錯誤；

故選ABC。（2）①[3]A.為防止燒壞電表，可用廢舊干電池做電源，選項A正確；BD.為了保護(hù)電路，保護(hù)電阻應(yīng)該用一個阻值較大的電阻，選項B錯誤，D正確；C.試觸電鍵，發(fā)現(xiàn)電流過大立即斷開電鍵，選項C正確；故選ACD。②[4]A.為了使得實驗現(xiàn)象更明顯，則線圈應(yīng)選擇粗導(dǎo)線繞制，且匝數(shù)多，選項A正確；BC.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，磁通量的變化更快，則感應(yīng)電流的產(chǎn)生將更加明顯，選項B正確，C錯誤；D.將N極向下插入與將S極向下插入時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，則電流計的偏轉(zhuǎn)方向相反，選項D錯誤。故選AB。16.在“測量金屬絲的電阻率”實驗中：（1）測量一段金屬絲電阻時所用器材和部分電路連線如圖1所示，圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與________（選填“一”、“”或“3”）接線柱連接，b端應(yīng)與___________（選填“—”、“”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖1中滑動變阻器滑片應(yīng)置于____________（選填“左”或“右”）端。（2）合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學(xué)由每組U、I數(shù)據(jù)計算電阻，然后求電阻平均值；乙同學(xué)通過圖像求電阻。則兩種求電阻方法更合理的是___________（選填“甲”或“乙”）。（3）兩同學(xué)進(jìn)一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯(lián)長為L的鎳鉻絲，調(diào)節(jié)滑動變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數(shù)為I。改變L，重復(fù)上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出圖像如圖3所示。則圖像斜率______。若要把該表頭G改裝成量程為的電流表，需要把長為__________m的鎳鉻絲并聯(lián)在表頭G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.②.③.左④.乙⑤.⑥.【解析】【詳解】（1）[1][2][3]實驗中用兩節(jié)干電池供電，滑動變阻器分壓式連接，電壓從零開始調(diào)節(jié)，電流表選較小量程測量電流減小誤差，則圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與“”接線柱連接，電壓表測電阻兩端的電壓，則金屬絲的電阻較小，電流表外接誤差較小，故b端應(yīng)與“”接線柱連接。為了保護(hù)電表，開關(guān)閉合前，圖1中滑動變阻器滑片應(yīng)置于左端。（2）[4]做UI圖象可以將剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù),提高實驗的準(zhǔn)確程度，減少實驗的誤差，則乙同學(xué)通過UI圖像求電阻，求電阻的方法更合理；（3）[5]由圖像可知圖像斜率[6]方法一：由電路可知解得則若要把該滿偏電流為表頭G改裝成量程為的電流表，則并聯(lián)的電阻解得方法二：延長圖像可知，當(dāng)I時可得即四、計算題（本題共3小題，17題9分，18題12分，19題13分，共34分）17.一個初速度為零的電子在=20V的電壓作用下得到一定速度后垂直于平行板間的勻強電場飛入兩板間的中央，如圖所示，若平行板間的距離d=2cm，板長l=5cm，電子的電荷量e=1.6×10－19C，電子的質(zhì)量m=9×10－31kg，不計電子的重力，求(1)電子進(jìn)入平行板間的速度多大？（保留2位有效數(shù)字）(2)若電子恰能沿平行板右邊緣射出，加在平行板上的電壓為多大？【答案】（1）v0=2.7×106m/s；（2）【解析】【詳解】（1）電子在加速電場中運動過程，根據(jù)動能定理得得代入數(shù)據(jù)解得v0=2.7×106m/s（2）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，在平行板間的加速度為電子的豎直分位移為電子的水平分位移為聯(lián)立解得代入數(shù)據(jù)解得18.航空母艦上的彈射器能將質(zhì)量為M的飛機(jī)在極短的時間內(nèi)加速到起飛速度v0，起飛前飛機(jī)緊貼在彈射滑塊上，當(dāng)彈射滑塊與飛機(jī)一起速度達(dá)到v0時飛機(jī)被放飛（如圖1）。某型彈射器利用超級電容的大電流放電使動力桿獲得動力，動力桿與彈射滑塊為一整體，其工作原理可用圖2加以說明：光滑導(dǎo)軌AG、BH相距為L，在C、D處各被一小段正對絕緣材料隔開，金屬部分導(dǎo)軌電阻不計，左端接有電動勢為E的電源、單刀雙擲開關(guān)S1和電容量為C的超級電容；右端接有單刀雙擲開關(guān)S2和穩(wěn)定輸出電流I0的恒流源。整個裝置處于豎直向下磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。開始時動力桿a（連帶滑塊質(zhì)量為m）靜止于AB處，質(zhì)量為4m的阻尼桿b置于貼近CD的右側(cè)；S1置于“1”處，S2置于“3”處；當(dāng)電源給超級電容器C充滿電后，將S1撥到“2”電容器放電，動力桿驅(qū)動飛機(jī)向右運動，到達(dá)CD時速度剛好為v0飛機(jī)被放飛，接著a和b相碰兩者合二為一成為一“雙棒”整體，該“雙棒”向右運動到EF（圖中未畫出）后停止，為了使a、b復(fù)位，把S2打到“4”利用恒流源將其推回。已知a、b棒的接入電阻相同即Ra=Rb=R，試求：（1）將S1撥到“2”瞬間，飛機(jī)的加速度；（2）飛機(jī)被彈射時電容器兩端的電壓U；（3）在使“雙棒”返回到CD過程中，恒流源輸出的能量E0為多少。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）將S1撥到“2”瞬間，此時電容器兩極板間電壓等于E，電路中電流為動力桿受到的安培力為由牛頓第二定律可得（2）對a根據(jù)動量定理有∑BiL?t1=(M＋m)v0－0將S1撥到“2”瞬間電容達(dá)到CD處時電容運動過程減少的電荷量q=q1－q2=∑i?t1聯(lián)立解得（3）飛機(jī)放飛后，a與b相碰mv0=5mv1“雙棒”從C