广州大学附中2018-2019学年高二物理期末试题及答案解析

广州大学附中2018-2019学年高二物理期末试题
物理试题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。

2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I 卷（选择题)
一、单选题
1．关于分子间距与分子力，下列说法正确的是
A ．悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越明显
B ．温度升高，布朗运动显著，说明悬浮颗粒的分子运动剧烈
C ．一般情况下，当分子间距r <r 0(平衡距离)时，分子力表现为斥力；当0r r =时，分子力表现为零；当0r r >时分子力表现为引力
D ．用气筒打气需外力做功，是因为分子间的斥力作用
2．如图，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a b c 、、为某条轨迹上的三个点，其中a c 、两点距金原子核的距离相等
A ．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论
B ．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回
C ．从a 经过b 运动到c 的过程中α粒子的电势能先减小后
增大
D ．α粒子经过a c 、两点时动能相等
3．氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，辐射波长为1λ的光子，
若从能级B 跃迁到能级C 时，吸收波长2λ时的光子.已知12λλ>，则氢原子从能级C 跃迁到能级A 时
A ．辐射波长为12λλ-的光子
B ．辐射波长为1212
λλλλ-的光子
C ．吸收波长为12λλ-的光子
D ．吸收波长为1212
λλλλ-的光子 4．著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来. 忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是
A ．圆盘将逆时针转动（俯视）
B ．圆盘将顺时针转动（俯视）
C ．圆盘不会转动
D ．圆盘先逆时针转再顺时针转（俯视）
5．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。

当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象。

闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为遏止电压。

现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U 1和U 2，设电子质量为m 、电荷量为e ，则下列说法中正确的是
A ．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度
v =
B ．阴极K 金属的逸出功W 0=eU
C ．阴极K 金属的极限频率112212
U v U v v U U -=- D ．普朗克常量()1212
e U U h v v -=- 6．寒冷的冬季，容易让高压输电线因结冰而损毁.为清除高压输电线上的冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰. 若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为△P ；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9△P ，则除冰时（认为输电功率和输电线的电阻不变）
A ．输电电流为9I
B ．输电电流为13I
C ．输电电压为1
3U D ．输电电压为3U
7．如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么理想变压器的匝数比 n 1∶n 2∶n 3 为
A ．1∶1∶
1
B．3∶2∶1
C．6∶2∶1
D．2∶2∶1
8．如图所示，静止在光滑水平面上的木板A，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M＝3 kg.质量m＝1 kg的铁块B以水平速度v0＝4 m/s从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。

在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为
A．3 J B．4 J
C．6 J D．20 J
9．如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐.若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次让线框绕轴MN匀速转过60°，且左右两边线速度大小为v2，为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势大小相等，则
A．v1:v2=3:2π
B．v1:v2=2π:3
C．v1:v2=3:π
D．v1:v2=π:3
二、多选题
10．如图甲所示，将阻值为R＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦式交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小，电流表内阻不计，下列说法正确的是()
A．电阻R消耗的电功率为1.25 W
B ．电阻R 两端电压的函数表达式为u ＝2.5sin200πt (V)
C ．若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A
D ．这一交变电流与如图丁所示电流比较，其有效值之比为111．恒星内部发生着各种热核反应，其中“氦燃烧”的核反应方程为：
4
8
24He X Be γ+→+，其中X 表示某种粒子，84Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，
则下列说法正确的是 ( )
A ．X 粒子是42He
B ．84Be 的衰变需要外部作用激发才能发生
C ．经过3个T ，剩下的84Be 占开始时的18
D ．“氦燃烧”的核反应是裂变反应
12．如图所示的电路中，三个灯泡1L 、2L 、3L 的电阻相等（且不考虑温度对电阻的影响），电感L 的电阻可忽略，D 为理想二极管.电源内阻不可忽略，下列说法中正确的是( )
A ．S 闭合瞬间，1L 、2L 、3L 均立即变亮，然后逐渐变暗
B ．S 闭合瞬间，1L 逐渐变亮，2L 、3L 均立即变亮，后亮度稍有下
降，稳定后三个灯泡亮度相同
C ．S 从闭合状态突然断开时，2L 立即熄灭，1L 、3L 均逐渐变暗
D ．S 从闭合状态突然断开时，1L 、2L 、3L 均先变亮，然后逐渐变暗
13．两个小球A 、B 在光滑的水平面上相向运动，它们的质量分别为4kg 和2kg ，A 的速度为v 1=3m/s ， B 的速度v 2=-3m/s ，则它们发生正碰后，其速度可能分别是( ) A ．均为+1m/s
B ．-2m/s 和7m/s
C ．-1m/s 和+5m/s
D ．+2m/s 和-1m/s
14．如图,电路与一绝热密闭气缸相连，R 为电阻丝,气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。

闭合电键后，绝热活塞K 缓慢且无摩擦地
向右移动，则下列说法正确的是 ( )
A ．气体分子平均动能变大
B ．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功
C ．气体的压强不变
D ．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少
15．如图所示，在垂直于匀强磁场B 的平面内，半径为r 的金属圆环的总电阻为2R ，金属杆OM 电阻为2
R ，长为r ，OM 绕过圆心O 的转轴以恒定的角速度ω逆时针转动，M 端与环接触良好，圆心O 和边缘K 通过电刷与一个电阻连接.电阻的阻值为R ，忽略电流表和导线的电阻，则 ( )
A ．通过电阻R 的电流的大小和方向做周期性变化
B ．通过电阻R 的电流方向不变,且从a 到b
C ．通过电阻R 的电流的最大值为23Br R
ω D ．通过电阻R 的电流的最小值为26Br R
ω 16．如图甲所示，固定的光滑平行导轨(电阻不计)与水平面夹角为θ＝30°，导轨足够长且间距L ＝0.5m ，底端接有阻值为R ＝4Ω的电阻，整个装置处于垂直于导体框架向上的匀强磁场中，一质量为m ＝1kg 、电阻r ＝1Ω、长度也为L 的导体棒MN 在沿导轨向上的外力F 作用下由静止开始运动，拉力F 与导体棒速率倒数关系如图乙所示．已知g ＝10 m/s 2，则 ( )
A ．v ＝5m/s 时拉力大小为12N
B ．v ＝5m/s 时拉力的功率为70W
C ．匀强磁场的磁感应强度的大小为2T
D ．当棒的加速度a ＝8m/s 2时，导体棒受到的安培力的大小为1 N
第II卷（非选择题)
三、解答题
17．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前速度约为30m/s。

则：
（1）试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？
（2）若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大?
18．如图是简易报警装置，其原理是：导热性能良好的竖直细管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警声。

27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱高h为5cm，大气压强p0为75.5cmHg。

(1)当温度达到多少时，报警器会报警？
(2)若要使该装置在102℃时报警，应该再往管内注入多高的水银柱？
19．如图甲所示，光滑水平面上一正方形金属框,边长为L，质量为m，总电阻为R,匀强磁场方向垂直于水平面向里,磁场宽度为3L，金属框在拉力作用下向右以速度v0匀速进入磁场，并保持v0匀速直线运动到达磁场右边界，速度方向始终与磁场边界垂直。

当金属框cd边到达磁场左边界时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化。

（1）金属框从cd边进入磁场到cd边到达磁场右边界的过程中,求通过回路的焦耳热Q 及拉力对金属框做的功W;
（2）金属框cd边到达磁场右边界后,若无拉力作用且金属框能穿出磁场,求金属框离开磁场右边界过程中通过回路的电荷量q及穿出后的速度v1.
20．如图甲所示，固定在水平桌边上的“L”型平行金属导轨足够长，倾角为53°，间距L ＝2 m，电阻不计；导轨上两根金属棒ab、cd的阻值分别为R1＝2Ω、R2＝4Ω，cd棒质量m1＝1.0kg，ab与导轨间摩擦不计，cd与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨置于磁感应强度B＝5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中．现让ab棒从导轨上某处由静止释放，当它刚要滑出导轨时，cd棒刚要开始滑动．g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.
（1）在乙图中画出此时cd棒的受力示意图，并求出ab棒的速度；
（2）若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，则ab棒质量应小于多少？
（3）假如cd棒与导轨间的动摩擦因数可以改变，则当动摩擦因数满足什么条件时，无论ab棒质量多大、从多高位置释放，cd棒始终不动？
参考答案与解析
1．C
【解析】
A 、悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越不明显，故A 错误；
B 、温度升高，布朗运动显著，说明液体分子运动剧烈，故B 错误；
C 、当两个分子间的距离r=r 0时，分子力为0，当r ＞r 0时，分子力表现为引力，当r ＜r 0时，分子力表现为斥力。

故C 正确；
D 、用气筒给车胎打气，到后来觉得气体难以压缩，是因为克服轮胎的压力，并不是分子间的斥力，故D 错误；
2．D
【解析】
A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论，故选项A 错误；
B.根据α粒子散射现象可知，大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故选项B 错误；
C.α粒子受到电场力作用，根据电场力做功特点可知α粒子从a 经过b 运动到c 的过程中电场力先做负功后做正功，所以α粒子的电势能先增大后减小，故选项C 错误；
D .由于a 、c 两点距金原子核的距离相等，所以a 、c 两点电势相等，根据P
E q ϕ=可知α粒子在a 、c 两点电势能相等，根据能量守恒可知α粒子在a 、c 两点动能相等，故选项D 正确。

3．B
【解析】
AB ．因为λ1＞λ2，根据c
v λ=，知v 1＜v 2，从能级A 跃迁到能级B 辐射光子的能量小于从
能级B 跃迁到能级C 吸收光子的能量，所以C 能级能量比A 能级能量大，从能级C 跃迁到
能级A 时辐射光子，
C 、A 间的能级差21=c c E h h λλ∆-.又由于3c E h λ∆=，解得12312
=λλλλλ-，A 错误B 正确。

CD ．根据以上分析可知，C 能级能量比A 能级能量大，从能级C 跃迁到能级A 时辐射光子，CD 错误。

4．A
【解析】
当电源接通的瞬间，由安培定则可知线圈内的磁场方向向上，线圈中的增大的电流将产生增强的磁场，则穿过绝缘板的磁通量增加，根据电磁场理论可知变化的磁场会产生电场，根据楞次定律可知线圈周围即将产生顺时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则带负电的小球会受到有逆时针方向的电场力，故圆盘将沿逆时针方向运动
A. 圆盘将逆时针转动（俯视）符合题意，A 正确
B. 圆盘将顺时针转动（俯视），不符合题意，B 错误
C. 圆盘不会转动，不符合题意，C 错误
D. 圆盘先逆时针转再顺时针转（俯视），不符合题意，D 错误
5．D
【解析】
A.当用频率为1v 的光照射时，根据动能定理得2112
eU mv =
，解得光电子的最大初速度v ，故选项A 错误； B.根据光电效应方程得0eU hv W =-，解得逸出功0W hv eU =-，故选项B 错误； CD.根据光电效应方程有110eU hv hv =-，220eU hv hv =-，联立解得普朗克常量1212()e U U h v v -=-，极限频率2112021
U v U v v U U -=-，故选项C 错误，D 正确。

6．C
【解析】 根据P I U
=可以求出输电线上的电流；根据P=I 2R 可以求出输电线上损失的电功率。

A 、B 项：高压线上的热耗功率△P=I 2R 线 ①
若热耗功率变为9△P ，则9△P=I′2R 线 ②
①②得I′=3I ，所以AB 均错误；
C 、
D 项：又输送功率不变，由P=UI=U′I ′得U′=
3U ，所以C 正确，D 错误。

故应选：C 。

【点睛】
本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI 中的电压U 应为输电电压。

7．B 【解析】
灯泡正常发光，可得A B C D U U U U ===,所以232U U =.由变压器的电压比公式
322333221
U n U n U U ===，所以232n n =.同理，灯泡正常发光，功率相等，即A B C D P P P P ===.由2P I R =，得A B C D I I I I ===，即123I I I ==.由112233U I U I U I =+得
.112233n I n I n I =+，即.12333323n n n n n n =+=+=，所以123::3:2:1n n n =。

8．A 【解析】
设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为v ，铁块相对木板向右运动时，滑行的最大路程为L ，摩擦力大小为f ．根据能量守恒定律得：铁块相对于木板向右运动过程：
22011
()22
P mv fL M m v E =+++ 铁块相对于木板运动的整个过程：2
201
1
2()2
2
mv fL M m v =++，又根据系统动量守恒可知，mv 0=（M+m ）v
联立得到：E P =3J ．故A 正确。

9．A 【解析】
平均感应电动势E t
Φ
=
V V ，瞬时感应电动势E=BLv ．然后计算比较． 设正方形边长为a ；若第一次将线框从磁场中以恒定速度v 1向右匀速拉出，E 1 =Bav 1；第二
次以线速度v 2让线框转过60°。

2
0222
1(1cos60)
32
22126Ba Bav E a t v ππ-Φ===
⋅⨯；E 1=E 2，得两次的速度之比为3：2π。

故选A 。

10．BD 【解析】
A ．根据图乙可得，交流电的有效值为
A A =
=，所以电阻消耗的功率
20.625P I R W ==，A 错误
B ．根据图乙得，电流的瞬时值：20.5sin(
)0.5sin(200)0.01
i t t π
π==，所以电阻两端电压2.5sin(200)u iR t π==，B 正确
C ．如果交流电由矩形线框转动产生：(2E NBS NBS n I R R R
ωπ=
==），转速提升1倍，最
大值提升1
2A A =，C 错误
D ．图乙交变电流有效值：4
I A =
，图丁交流电有效值为：22231
'0.50.5
44
I RT R T R T =⋅+⋅，解得电流'0.5I A =，所以'I I =，D 正确
11．AC 【解析】
考查核反应的规律书写，根据裂变反应与聚变反应的区别，衰变与人工转变的不同，及半衰期的内涵分析解答。

A ．根据质量数与质子数守恒，则X 粒子是4
2He ，故A 正确； B ．衰变是自发的，不需要外部作用激发，也能发生，故B 错误；
C ．经过1个半衰期，有半数发生衰变，即剩下开始的一半，那么经过3个T ，剩下的8
4Be 占开始时的
1
8
，故C 正确； D ．“氦燃烧”的核反应方程，是聚变反应，不是裂变反应，故D 错误。

12．BC 【解析】
AB ．开关S 闭合瞬间，L 2、L 3均立即变亮，L 1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮。

随L 1的电路中电流的增大，路端电压减小，L 2、L 3亮度稍有下降，稳定后L 2、L 3亮度相同，故A 错误，B 正确；
CD ．开关S 从闭合状态突然断开时，由于线圈的自感作用，L 与L 1、L 3组成回路，使得电
流在该回路中逐渐减小，两灯泡均逐渐变暗，由于L 2的电路中的二极管由单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L 2立即熄灭。

故C 正确，D 错误。

13．AC 【解析】
A.以A 的初速度方向为正方向，碰前系统总动量为6kgm/s A A B B p m v m v =+=，碰前总动
能为221127J 22
K A A B B E m v m v =
+=，如果1m/s A v '=、1m/s B v '=，它们发生正碰后系统动量为6kgm/s A A B B p m v m v ''=+='，总动能为22
113J 22
K A A B B E m v m v '''=+=，系统动量守
恒、动能不增加，符合实际，故选项A 正确；
B.如果2m/s A v '=-、7m/s B v '=，它们发生正碰后系统动量为
6kgm/s A A B B p m v m v ''=+='，总动能为2211
57J 22
K A A B B E m v m v '
''=
+=，系统动量守恒，动能增加，故选项B 错误；
C.如果1m/s A v '=-、5m/s B v '=，它们发生正碰后系统动量为
6kgm/s A A B B p m v m v ''=+='，总动能为2211
27J 22
K A A B B E m v m v '
''=
+=，系统动量守恒，动能不变，符合实际，故选项C 正确；
D.如果2m/s A v '=、1m/s B v '=-，根据碰撞的特点可知，相向运动的两个物体在碰撞后至少有一个物体运动的方向要发生变化或静止，碰后两球速度方向都不发生改变是不可能的，故选项D 错误。

14．ACD 【解析】
电阻丝向气体放热，气体温度升高，而理想气体内能只取决于分子动能，气体温度升高，分子平均动能增大，故A 正确；气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，电阻丝向气体放出的热量一定大于对外做功，故B 错误；活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体为等压变化，选项C 正确；气体体积变大，故气体单位体积内的分子数减小时，故单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减小，故D 正确。

故选ACD 。

【点睛】
该题以气体的等压变化为基点，考查热力学第一定律、温度的微观意义以及压强的微观意义等，其中热力学第一定律为热学中的重点内容，在学习中要注意重点把握．
15．BC 【解析】
AB.金属杆OM 切割磁感线，根据右手定则可知金属杆中电流由O 到M ，且方向不变，故电阻中电流方向由a 到b ，故选项A 错误，B 正确；
C.M 端的线速度为v r ω=，金属杆OM 切割磁感线的平均速度为2
v
v =，金属杆OM 转动切割磁感线产生的电动势为2
12
E Brv Br ω==
，由于各个量不变，则E 不变，当M 位于最上端时圆环被接入的电阻为0，整个电路的总电阻最小，此时R 中有最大电流，为
22max
123322
Br E Br I R R R R ωω===+，故选项C 正确；
D.当M 端位于最下端时，圆环左右两部分电阻相等，并联的总电阻最大，R 中的电流最小，
此时R 中有最小电流，为2
2min
122422
Br E Br I R R R R R ωω===++，故选项D 错误；
16．BCD 【解析】
A.由图可知5m/s v =时，
1
0.2v
=，对应图象的拉力14N F =，故选项A 错误； B.根据功率与速度的关系可得拉力的功率145W 70W F P Fv ==⨯=，故选项B 正确； C.导体棒的最大速度
1
0.1m
v =，所以最大速度10m/s m v =，此时拉力最小7N min F =，根据共点力平衡条件可得min F mgsin F
θ--安
0=，根据安培力的计算公式可得F 安
22m
B L v BIL R r
==
+，代入数据得2T B =，故选项C 正确； D.当棒的加速度28m/s a =时，拉力设为F '，速度为v '，根据牛顿第二定律可得
F mgsin BIL ma θ'--=，而P F v ='，22B L v BIL R r
'
=+，整理可得2653500v v '+'-=， 解
得5m/s v '=(或70m/s v '=-舍去)，所以此时的安培力为
2240.255
N 1N 5
B L v F BIL R r '⨯⨯====+，故选项D 正确。

17．（1）5.4×104N （2）1.8×103N 【解析】
人随车一起做匀减速直线运动，根据动量定理求解平均冲击力即可。

(1) 两车碰撞时的时间为：
20.51
30302
x x t s s v v ⨯=
===
根据动量定理有：Ft m v =∆
得：
46030
5.410130
m v F N N
t
∆⨯=
==⨯； (2) 由动量定理可得：11Ft m v =∆ 解得：116030
18001
m v F N N t ∆⨯=
==。

18．(1) t 2=177℃时，报警器会报警 (2) x =7cm 【解析】
以细管内密封的空气柱为研究对象，设其横截面积为S 。

(ⅰ) 温度升高时，管内气体做等压变化，有：12
12V V T T =①
其中11V L S =，11273300(K)T t =+=，212+V L L S =
（） 解得：2450K T =，即t 2=177℃时，报警器会报警。

(ⅱ) 以cmHg 为压强单位，设加入x cm 水银柱，在102℃时会报警，有：
33
1113
p V p V T T = ② 其中10(75.55)cmHg 80.5cmHg h p p p =+=+=
30(75.55)cmHg (80.5)cmHg h x p p p p x x =++=++=+ 312+V L L x S =
-（） 33273375(K)T t =+=
解得： x =7cm
19．（1）23032B L v Q R =；230B L v W R = （2）2
02B L q R
=； 230104B L v v mR =-
【解析】
（1）线圈进入磁场过程：产生的热：22300
10()BLv B L v L Q R v R
=⋅= 拉力的功：230
11B L v W Q R
==
线圈在磁场中运动过程中，
2000
22B B Lv B
E S L L t v ∆=
==∆ 产生的热量：2320
02022B L v E L Q R v R
== ，此过程中拉力功为零。

对金属框从进入磁场到cd 边到达磁场的右边界的过程：2300
1232B L v Q Q Q R =+=
对金属框进磁场的过程，由功能关系可得：230
1B L v W Q R
==
（2）对线圈离开磁场过程：E t ∆Φ=
∆ E I R
= q I t =∆ 解得q R ∆Φ= 其中2
0=2B L ∆Φ 联
立可得：2
02B L q R = 离开过程有动量定理：
0-2i i i B I L t m v ∆=∆ 0-2i i i B L I t m v ∑∆=∑∆ 010-2()B Lq m v v =-
联立解得：23
0104B L v v mR
=-
20．(1)，1.5 m/s ；(2)小于3.125 kg ； (3)μ≥0.75；
【解析】
（1）ab 棒沿斜面滑下切割磁感线产生的感应电流的方向是b→a→c→d→b ； 因为当ab 棒从导轨刚要滑出时，cd 棒刚要开始滑动，其受力分析如图所示。

由受力分析得：cos53BIL f ︒=①，1sin530N m g BIL --︒=② 且：f N μ=③，解得：I=2.5A ④ 根据法拉第电磁感应定律：E=BLv ⑤ 闭合电路的欧姆定律：12
E
I R R =
+⑥
解得：v=1.5m/s ⑦
（2）ab 棒在足够长的轨道下滑时，最大安培力只能等于自身重力的分力，有：
⑧
因ab 棒与cd 棒串联，故所受最大安培力相等 ⑨ 要使cd 棒不能滑动，需：cos53(sin53)A cd A F m g F μ︒≤+︒⑩
以上两式联立解得：m ab ≤3.125kg --11
（3）ab 棒下滑时，cd 棒始终静止，有：cos53(sin53)A
cd A F m g F μ''︒≤+︒--12 解得：
cos53cos53sin 53)sin 53A cd cd A
A
F m g m g F F μ'︒︒
≥
=
'+︒+︒'--13 当ab 棒质量无限大，在无限长轨道上最终一定匀速运动，安培力F /
A 趋于无穷大，有：cos53sin53μ︒
≥
︒
=0.7514。