2024-2025學(xué)年高二物理下學(xué)期期中模擬卷

（考試時間：60分鐘，分值：100分）

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卷指定位置上。

2.答題時，將答案寫在答題卷上。寫在本試卷上無效。

3.測試范圍：滬科版2020選擇性必修二、選擇性必修一1、2章。

4.難度系數(shù):0.7

一、閱讀材料，回答下列問題（共21分）

電磁爐的原理是利用感應(yīng)電動勢在鍋底內(nèi)產(chǎn)生渦流，致使鍋體本身快速發(fā)熱，從而加熱鍋內(nèi)食物。

1.（2分）適合做電磁爐鍋具的材料是（）

A.鐵B.瓷器C.玻璃D.紫砂

2.（2分）電磁爐在工作中會產(chǎn)生電磁波，預(yù)言了電磁波的存在，在首次在實

驗中發(fā)現(xiàn)了電磁波。

3.（3分）小家同學(xué)制作了一個簡易裝置來研究電磁爐工作原理。如圖，將一根電線纏繞在鐵芯外部，

接通交流電源，過了一會兒，放置在鐵芯上方的多匝線圈開始發(fā)熱。下述可以增大線圈熱功率的辦法

是（）

A.增大交流電源的頻率

B.減小上方線圈的匝數(shù)以減小電阻

C.將交流電源換成電動勢更大的直流電源

D.將線圈內(nèi)的鐵芯取走

4.（3分）電磁爐使用交變電流供電。發(fā)電廠發(fā)出的交變電流通過變壓器進(jìn)入家庭電路。如圖的電路中

也包含理想變壓器，電流表和電壓表均為理想電表，電阻Ri、R2和R3的阻值分別為1。、2。和6Q,

在“b兩端接電壓有效值為U的交流電源，開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，連接在副線圈的負(fù)載電阻消

耗的電功率不變。則（）

A.電流表示數(shù)變小

B.電壓表示數(shù)變大

C.整個電路消耗的功率變小

D.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:2

5.（4分）某發(fā)電廠發(fā)出的交流電電壓為Ur，功率為P。遠(yuǎn)距離輸電線路的總電阻為現(xiàn)采用電壓達(dá)U2

的特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行輸電，變電站理想升壓變壓器輸入和輸出線圈的匝數(shù)比為;輸電線

上損失的功率為0

6.（3分）電磁爐在工作中會向外輻射電磁波，振蕩電路也會產(chǎn)生電磁波。如圖甲所示，線圈L的直流

電阻不計，閉合開關(guān)S,待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S,LC回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。從開關(guān)S斷

開計時，線圈中的磁場能瓦隨時間/的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是（）

C

J-II—1

J_rrvvs——1^

甲

A.LC振蕩電路的周期為axiomsB.在IxlO^s時，電容器右極板帶正電

C1x10%-2xl（T3s間內(nèi),電流在減小D.1x10%-2x10%時間內(nèi)，自感電動勢在增加

7.（4分）理論上，只要電路中有振蕩電路，就能向外輻射電磁波，但是直接利用ZC回路向外輻射電

磁波的效率是很低的，因此我們可以采用、等方法有效地將電磁波發(fā)射出去。

【答案】1.A（3分）2.（4分）①.麥克斯韋②.赫茲

3.A（3分）4.D（3分）

up2

5.（4分）①.”②.—~r6.B（3分）

U2

7.（4分）①.開放電路②.提高振蕩頻率

【解析】1、電磁爐的原理是利用感應(yīng)電動勢在鍋底內(nèi)產(chǎn)生渦流，所以鍋必須是導(dǎo)體。故選A；

2、英國物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言電磁波存在；赫茲用實驗證實電磁波存在;

3、A.感應(yīng)電動勢與電流的變化率成正比，增大交流電源的頻率，感應(yīng)電動勢增大，電流增大，熱功

率增大，故A正確；B.線圈匝數(shù)減少，電動勢也減小，電阻減小，電流不變，熱功率減小，故B錯

誤；C.換成直流電源，恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場，穿過線圈的磁通量不變，線圈中不會有感應(yīng)電流,

熱功率為0,故C錯誤；D.將線圈內(nèi)的鐵芯取走，則磁場減弱，感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，熱

功率減小，故D錯誤。

故選A；

4、A.設(shè)開關(guān)S斷開與閉合時副線圈的電流分別為乙、心，根據(jù)題意可得以（鳥+居）="4，可得

[=2/2,既電流變大，電流表示數(shù)變大，故A錯誤；B.設(shè)開關(guān)S斷開與閉合時副線圈的電壓分別為

U]、U'2,根據(jù)題意有。2A可得,變壓器原副線圈匝數(shù)不變，所以原線

圈的電壓也變?yōu)樵瓉淼囊话?，電壓表示?shù)變小，故B錯誤；C.由？=9可知，電流減小后，整個電

路消耗的功率變大，故C錯誤；D.由=24，可得開關(guān)斷開和閉合時原線圈的電流關(guān)系為4=211,

由閉合電路歐姆定律有

-

u=q+/同，u=u[+i[Rx,聯(lián)立可得q=2/內(nèi)，又。2=修與+M），兩式相比可得#=房，

U[Ln.n11

根據(jù)理想變壓器的原副線圈匝數(shù)與電壓電流的關(guān)系可知#=管=，，聯(lián)立可得故D正確。

U21]〃2n22

故選D；

%Ui1P

5、變電站理想升壓變壓器輸入和輸出線圈的匝數(shù)比為,=/，輸電線上的電流為A=77，輸電線

%U2。2

p2

損失的功率。'=/）=方「。

6、電路穩(wěn)定時，線圈中的電流從a到優(yōu)Q0時刻，斷開開關(guān)，電感線圈與電容器組成振蕩電路，電感

線圈中的電流從某一最大值開始減小，產(chǎn)生自感電動勢，對電容器充電，振蕩電路中產(chǎn)生逆時針方向

的電流，電容器右極板所帶正電荷增加，左極板所帶負(fù)電荷增加，當(dāng)線圈中的電流減為零時，自感電

動勢達(dá)到最大，電容器充滿電，所帶電荷量達(dá)到最大，磁場能轉(zhuǎn)化成電場能，此時經(jīng)過IxlO^s；隨

后電容器反向放電，所帶電荷量減少，線圈中的反向電流增加，自感電動勢減小，電場能轉(zhuǎn)化成磁場

能，然后反向給電容器充電，充完電后又正向放電，電容器放完電后，整個電路回到0時刻的狀態(tài)，

所以振蕩電路的周期為4x10-3$,在IxlO^s時，電容器右極板帶正電，lxlO-3s-axioms內(nèi)，電流

在增大，自感電動勢在減小。故選B；

7、采用開放電路、提高振蕩頻率可以提高電磁波的輻射效率。

二、閱讀材料，回答下列問題（共18分）

人們利用電磁波發(fā)展了無線電技術(shù)。電磁波給人類社會帶來了深刻而又巨大的變化，由此開辟了電

子技術(shù)的新時代。今日的天空，已充滿了各種頻率不同、功率不同、傳遞信息各異的電磁波。

8.（4分）如圖所示，在磁感應(yīng)強度6隨時間力變化的以下四種磁場中，能產(chǎn)生電場的是.

能產(chǎn)生電磁波是。

9.（3分）如圖甲所示為ZC振蕩電路，圖乙為電路中電容器兩端電壓隨時間變化的圖像，則下列說法中正

確的是（）

A.圖甲時刻電容器正處在充電過程B.由圖乙可知振蕩頻率在不斷減小

C.由圖乙可知電場能在不斷減小D.減小電容器的正對面積能更有效地發(fā)射電磁波

10.（3分）電磁波的發(fā)射、傳播及接收過程如圖所示，下列說法正確的是（）

A.信號源發(fā)射出的電磁波是由自由電子周期運動而產(chǎn)生的

B.電磁波發(fā)射裝置主要由振蕩器和開放電路兩部分組成。振蕩器的作用是產(chǎn)生高頻振蕩電流和對開

放電路供給能量

C.能直接穿過電離層，以空間波形式進(jìn)行直線傳播是短波，這種直線傳播受大氣的干擾小、能量

損失少、信號強

D.調(diào)節(jié)頻道主要是在調(diào)節(jié)LC電路中的電容C,改變其固有頻率而產(chǎn)生“電諧振”現(xiàn)象

11.（8分）若某種電磁波在真空中的頻率為600MHz,則該電磁波的波長為m,電磁波屬于

波段，（選填“無線電波”“紅外線”“可見光”“紫外”）若電磁波從真空射入水中，電磁波的頻

率將（選填“變小”或“變大”或“不變”），波長將（選填“變長”或“變短”或

“不變”）。

【答案】8、（4分）①.乙、丙、丁②.乙和丁

9、（3分）D

10、（3分）ABD

11、（8分）①.0.5②.無線電波③.不變④.變短

【解析】

8、根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，恒定磁場周圍不會產(chǎn)生的電場，不能產(chǎn)生電磁波；根據(jù)麥克斯韋的

電磁場理論，不均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生不均勻變化的電場；不均勻變化的電場產(chǎn)生不均勻變化的磁

場，能產(chǎn)生電磁波；均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，故能產(chǎn)生電場的是乙、丙、?。荒墚a(chǎn)生電磁波

是乙和丁。

1

9、A.由回路中的電流方向以及極板所帶電的電性可知電容器正在放電，故A錯誤；B.由/=

2?！–

可知振蕩頻率不變，故B錯誤；C.電場能處在增大、減小的周期性變化中，故C錯誤；D.由。=-----

411kd

可知減小電容器的正對面積則電容器的電容減小,可知振蕩頻率增大，所以減小電

容器的正對面積能更有效地發(fā)射電磁波，故D正確。故選D。

10、A.信號源發(fā)射出的電磁波是由自由電子周期運動而產(chǎn)生的；故A正確；B.電磁波發(fā)射裝置主要

由振蕩器和開放電路兩部分組成。振蕩器的作用是產(chǎn)生高頻振蕩電流和對開放電路供給能量，故B正

確；C.能直接穿過電離層，以空間波的形式進(jìn)行直線傳播是微波，這種直線傳播受大氣的干擾小、

能量損失少、信號強，故C錯誤；D.調(diào)節(jié)頻道主要是在調(diào)節(jié)LC電路中的電容G改變其固有頻率而

產(chǎn)生“電諧振”現(xiàn)象，故D正確。故選ABD。

8

c3xlO

11、該電磁波的波長為,一，八6m=0.5m,電磁波屬于無線電波的分米波波段。

j600x10

若電磁波從真空射入水中，電磁波的頻率將不變，由〃=￡可知波速變小，由丫=2/可知波長將

V

變短。

三、閱讀材料，回答下列問題(共28分)

磁場對電流的作用力通常稱為安培力，這是為了紀(jì)念法國物理學(xué)家安培(1775-1836),他研究磁

場對電流的作用力有杰出的貢獻(xiàn)。

12.(3)一長為L的直導(dǎo)線置于磁感應(yīng)強度大小為2的勻強磁場中，導(dǎo)線中的電流為下列說法正確的

是()

A.通電直導(dǎo)線受到的安培力大小為

B.無論通電直導(dǎo)線如何放置，它都將受到安培力

C.通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強度方向和電流方向構(gòu)成的平面

D.安培力是載流子受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以安培力對通電直導(dǎo)線不做功

13.(3)在下列四幅圖中，能正確標(biāo)明通電直導(dǎo)線所受安培力尸方向的是()

14.(3)一根通電直導(dǎo)線水平放置，通過直導(dǎo)線的恒定電流方向如圖所示，現(xiàn)有一電子從直導(dǎo)線下方以

水平向右的初速度V。開始運動，不考慮電子重力，關(guān)于接下來電子的運動，下列說法正確的是()

A.電子將向下偏轉(zhuǎn)，運動的半徑逐漸變大B.電子將向上偏轉(zhuǎn)，運動的半徑逐漸變小

C.電子將向上偏轉(zhuǎn)，運動的半徑逐漸變大D.電子將向下偏轉(zhuǎn)，運動的半徑逐漸變小

15.(3)某磁電式電流表結(jié)構(gòu)如圖甲所示，矩形線圈匝數(shù)為小長邊長度為/。矩形線圈放在均勻輻射狀

磁場中，如圖乙所示，兩條長邊經(jīng)過的位置磁感應(yīng)強度大小為瓦當(dāng)線圈長邊中電流為/時，電流表

指針偏轉(zhuǎn)的角度為仇則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為20時，線圈一側(cè)長邊受到的安培力大小為()

甲乙

A.2nBIlB.nBIlC.2BIID.BIl

16、(3)如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置，與水平面夾角為30°,導(dǎo)軌間距為L一質(zhì)量為加

的導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直放置，電源輸出電流保持恒定，不計導(dǎo)軌電阻。當(dāng)磁場水平向右時，導(dǎo)體棒恰能

靜止，現(xiàn)磁場發(fā)生變化，方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)，最終豎直向上，在磁場變化的過程中，導(dǎo)體棒始終靜止,

關(guān)于8的大小的變化說法正確的是（

A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大

17、（4）如圖所示，質(zhì)量和電荷量大小都相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直射

入有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，M和N運行的半圓軌跡如圖中的虛線所示，則M帶

（選填“正電”或“負(fù)電”）；M的運行時間（選填“=”或）N

的運行時間。

XX

X.--"X

18.（9分）圖為質(zhì)譜儀的示意圖。速度選擇器的勻強電場強度E為1.2x105N/C,勻強磁場的磁感強度Bi

為0.6T（電場方向與磁場方向相互垂直）。偏轉(zhuǎn)分離器的磁感應(yīng)強度&為0.8T。（已知質(zhì)子質(zhì)量為

1.67xl0-27kg,元電荷的電荷量為e=1.60X10T9C）試求:

（1）能通過速度選擇器的粒子速度的大?。?/p>

（2）如質(zhì)子和笊核以相同速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器，試求在質(zhì)譜儀底片上收集到的條紋之間的距離d；

（3）求質(zhì)子和笊核在磁場中運動的時間。

偏轉(zhuǎn)

分離器

+

+

:速度

+選擇器

【答案】12.（3分）C13.（3分）B14.（3分）B15.（3分）A16.（3分）D

17（4分）①.負(fù)電②.=

18（9分）⑴2xl（）5m/s；（2）5.22xl0-3m；（3）=4.1xl0-8s；^=8.2xl0-8s

【解析】

12、A.只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)線受到安培力的大小才為故A錯誤；B.當(dāng)

通電導(dǎo)線與磁場平行時，它不受安培力。故B錯誤；C.通電直導(dǎo)線所受安培力方向既垂直于磁感

應(yīng)強度方向又垂直于電流方向，即垂直于磁感應(yīng)強度方向和電流方向構(gòu)成的平面。故C正確；D.若

通電直導(dǎo)線在磁場中受安培力作用，在安培力的方向上導(dǎo)線產(chǎn)生了位移，則安培力對通電導(dǎo)線也能做

功。故D錯誤。故選C。

13、A.根據(jù)左手定則可知，通電直導(dǎo)線所受安培力P方向豎直向下。故A錯誤；B.根據(jù)左手定則

可知，通電直導(dǎo)線所受安培力廠方向豎直向下。故B正確；C.根據(jù)左手定則可知，通電直導(dǎo)線所受

安培力/方向豎直向下。故C錯誤；D.根據(jù)左手定則可知，通電直導(dǎo)線所受安培力F方向垂直紙面

向外。故D正確。

故選B。

14、根據(jù)安培定則可判斷在導(dǎo)線下方磁場的方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則可知電子受向上的洛倫

V2?mv

茲力，根據(jù)"8=加上，可得，R=—＞可知越靠近導(dǎo)線8越大，故半徑R越小。故B正確；ACD

RqB

錯誤。

故選B。

15、磁電式電流表偏轉(zhuǎn)角度與通電電流成正比，當(dāng)線圈長邊中電流為/時，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為

。，則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為20時，線圈長邊中電流為2/,根據(jù)安培力公式可得，線圈一側(cè)長邊

受到的安培力大小為歹=2“2〃，故BCD錯誤；A正確。故選A。

16、開始磁場方向水平向右，安培力豎直向上，恰與重力平衡，當(dāng)磁場逆時針旋轉(zhuǎn)，安培力也將逆時

F

針轉(zhuǎn)動，由動態(tài)平衡圖，可知安培力力先變小后變大，電流恒定，根據(jù)3=一,則磁感應(yīng)強度先變

IL

小后變大。故ABC錯誤；D正確。故選D。

17、根據(jù)左手定則可判斷，M帶負(fù)電。由圖可知兩粒子的運動軌跡均為半圓，則/=』T,根據(jù)

2

V2

qvB=m——

r

2"7cHi

又T=——，聯(lián)立，解得/=一1,即M的運行時間等于N的運行時間。

vqB

18、(1)能通過速度選擇器的粒子，所受電場力與洛倫茲力平衡，有qE=qvB、,解得

F

v=——=2xl05m/s

（2）質(zhì)子和笊核的電荷量相等，質(zhì)量不同，以相同速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器，均做勻速圓周運動，有

qvB=m—

2r

HIVo2

解得廠=下，則有鏡子=2.61xl0-3m,除核=5.22xl0-3m；可知在質(zhì)譜儀底片上收集到的條紋

之間的距離為d=2（除核一售子）=5.22x1?！?m

1f兀m

⑶根據(jù)前面分析可知帶電粒子在磁場中運動時間為:/=詞

質(zhì)子和笊核在磁場中運動的時間分別為/質(zhì)子=4.1x10-85,K核=8.2xUr8s

四、閱讀材料，回答下列問題（共18分）

電磁爐的原理是利用感應(yīng)電動勢在鍋底內(nèi)產(chǎn)生渦流，致使鍋體本身快速發(fā)熱，從而加熱鍋內(nèi)食物。

19.（6分）電磁爐在工作中會產(chǎn)生電磁波，

（1）預(yù)言了電磁波存在，

（2）在首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了電磁波。（均選涂“A：麥克斯韋”、“B：奧斯特”、“C：

赫茲”、“D：法拉第”）

（3）電磁爐的在工作時會產(chǎn)生電磁波。下列關(guān)于電磁波的表述正確的有（）

A.電磁波從真空進(jìn)入水中，波速不變

B.變化的磁場和電場由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成變化電磁場在空間的傳播

C.醫(yī)院里用紅外線進(jìn)行環(huán)境殺菌消毒

D.電磁爐產(chǎn)生的電磁波的波長比紫外線短

20.（3分）某個同學(xué)制作了一個簡易裝置來研究電磁爐工作原理。如圖所示，將一根電線纏繞在鐵芯外

部，接通交流電源，過了一會兒，放置在鐵芯上方的多匝線圈開始發(fā)熱。下述可以增大線圈熱功率的

辦法是（）

;多匝線圈

A.增大交流電源的頻率B.增大交流電源的周期

C.減小上方線圈的匝數(shù)以減小電阻D,將交流電源換成電動勢更大的直流電源

21.（3分）電磁振蕩電路可發(fā)射無線電波，在如圖甲所示的電路中，電感線圈的直流電阻可忽略不計，

閉合開關(guān)S一段時間后電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。U0時刻斷開開關(guān)S,LC振蕩電路中產(chǎn)生電磁振蕩，入C振

蕩電路隨時間f變化的規(guī)律如圖乙所示（其縱軸表示的物理量未標(biāo)出）。下列說法正確的是（）

甲乙

A.圖乙可以表示電感線圈中的電流隨時間變化的圖像

B.圖乙可以表示電容器所帶電荷量隨時間變化的圖像

c./'=］時刻，磁場能最大

4

D.將自感系數(shù)L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的頻率變?yōu)樵瓉淼膅

22.（6分）間距L=0.5m光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直方向的磁感應(yīng)強度8=1T的勻強磁場中，一

端接阻值為R=5。的電阻。一電阻為『1。、質(zhì)量為加，長也為L的導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，在外力

作用下可以讓導(dǎo)體棒在勻強磁場中做簡諧運動產(chǎn)生類似電磁爐所用的正弦交流電。導(dǎo)體棒從r=0時刻

開始運動，簡諧運動振幅約為10m,其感應(yīng)電動勢e與時間f的關(guān)系是如圖所示的正弦函數(shù)。不計導(dǎo)

軌電阻。求：導(dǎo)體棒速度大小隨時間變化的關(guān)系式；請算出0-2s內(nèi)外力所做的功J；

20.（3分）A

21.（3分）BD

22.（6分）①.v=24^/2sin（^/）（m/s）②.48③.—

6

【解析】

19、（1）麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，故選A；

（2）赫茲在首次在實驗中發(fā)現(xiàn)了電磁波，故選C；

（3）A.電磁波從真空進(jìn)入水中，波速變小，故A錯誤；B.由麥克斯韋的電磁場理論可知，變化

的磁場和電場由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成變化電磁場在空間的傳播，故B正確；C.醫(yī)院里用紫外

線進(jìn)行環(huán)境殺菌消毒，故C錯誤；D.電磁爐產(chǎn)生的電磁波屬于無線電波，其波長比紫外線長，故D

錯誤。故選B。

20、ABC.由題意可知，采用通電螺線管產(chǎn)生的磁場使上邊多匝線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而進(jìn)行加熱，

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，增加線圈的匝數(shù)、提高交流電的頻率（或減小交流電的周期）都可以提

高發(fā)熱功率，故A正確，BC錯誤；D.將交流電源換成電動勢更大的直流電源，由于直流電不會在

上邊多匝線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此無法用來加熱，故D錯誤。故選A。

21、AB.斷開開關(guān)前，線圈中存在電流，但電壓為零，故此時電容器兩端電壓為零，電量為零，/=0

時刻斷開開關(guān)S,電感線圈L與電容器構(gòu)成振蕩電路，此時L中的電流最大，電容器所帶電荷量等于

零，故A錯誤，B正確；C.振蕩電路經(jīng)歷!7，振蕩電路中磁場能為零，電場能最大，故C錯誤;

4

D.由振蕩電路的周期T=2?J無知，將自感系數(shù)L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的

周期變?yōu)?倍，頻率變?yōu)樵瓉淼模海蔇正確。故選BD。

22、由6=皮丫和0=穌5也。￡,可得^Z=24，^sin（R）（m/s）

由動能定理可知，0?2s內(nèi)初末狀態(tài)速度均為零，外力所做的功等于克服安培力所做的功，最終等于

￡2122

電路產(chǎn)生的焦耳熱，為W=Q=------1=——x2J=48J

R+r5+1

0-0.5s內(nèi)棒產(chǎn)生的電動勢從零達(dá)到最大，即瞬時速度從零達(dá)到最大，而簡諧振動運動的位移為一個振

幅A=10m4,由電量的定義式有q=，1=-^,后=%4,代入數(shù)據(jù)解得電量為

R+rX

"=3（。五、閱讀材料，回答下列問題（共15分）

R+r6

如圖1所示，試驗中技術(shù)人員身綁安全帶，雙手握住帶有磁鐵的逃生裝置的兩個把手下降。

圖1圖2

23.（7分）現(xiàn)將下降過程進(jìn)行如下建模：一根足夠長的空心銅管豎直放置，使一枚直徑略小于銅管內(nèi)徑,

質(zhì)量為M的圓柱形強磁鐵從管內(nèi)某處由靜止開始下落，如圖2所示。已知重力加速度g,強磁鐵在管

內(nèi)運動時，不與內(nèi)壁接觸，不計空氣阻力。測得強磁鐵在銅管中下落的最大速度為Vm。

(1)(2分)設(shè)強磁鐵從靜止開始下落時a0,其下落過程中，速度大小v隨時間f變化的關(guān)系圖線是

(2)(1分)圖2中，強磁鐵達(dá)到最大速度Vm后銅管熱功率為；

(3)(4分)強磁鐵下落過程中，可以認(rèn)為銅管中的感應(yīng)電動勢大小與強磁鐵下落的速度成正比，且

強磁鐵周圍銅管的有效電阻是恒定的。當(dāng)強磁鐵的速度為3Vm時，它受到的電磁力為，加速度

為。

24.(8分)該裝置原理可等效為：間距片0.5m的兩根豎直導(dǎo)軌上部連通，人和磁鐵固定在一起沿導(dǎo)軌共

同下滑，磁鐵產(chǎn)生磁感應(yīng)強度廬0.2T的勻強磁場。人和磁鐵所經(jīng)位置處，可等效為有一固定導(dǎo)體棒

cd與導(dǎo)軌相連，整個裝置總電阻始終為此如圖所示。g=10m/s2

(1)在某次逃生試驗中，質(zhì)量M=80kg的測試者利用該裝置以乃=1.5m/s的速度勻速下降，已知與人

一起下滑部分裝置的質(zhì)量燈20kg,