垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽l的无磁场区Ⅱ，有边长为L＝2l的正方形金属框abcd置于I区域，ab边与磁场边界平行，以Ⅰ、Ⅱ区域分界处为坐标原点O。现使金属框向右匀速移动，在ab边从x＝0到x＝3l的过程中，能定性描述线框中感应电流随位置变化关系的是（ ）
A. A B. B C. C D. D 【答案】A
【解析】ab边刚进入中央无磁均区Ⅱ时，cd边在磁场Ⅰ区内切割磁感线产生感应电动势BLv, 感应电流为I =
, 由右手定则，方向顺时针方向; ab边刚进入磁场区Ⅲ时，ab边、cd边
都切割磁感线产生感应电动势且都为顺时针方向，大小都为BLv，所以感应电流为原来的2倍，方向顺时针方向；cd边进入无磁场Ⅱ区内，ab边则在磁场区Ⅲ切割磁感线产生感应电动势BLv, 由右手定则，方向顺时针方向，电流大小仍为I；则选项A正确，故选A． 点睛：此题容易出错的地方是：当两个边切割磁感线时，电路中有两个电动势，总电动势为2BLv．要能根据右手定则或楞次定律判断感应电流的方向．
二、填空题（共24分，每空格3分。）
13. 223 88Ra（镭）→207 82Pb（铅）发生了_____次α衰变和______次β衰变。 【答案】 (1). 4 (2). 2
【解析】设发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为：则：223=207+4x，解得：x=4 2-y，得：y=2 又：88=82+4×
点睛：知道发生α、β衰变的实质：原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，
一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变．能够运用质量数和电荷数守恒进行求解． 14. 如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快速摆动，则此时cd棒受到的安培力方向为________（选填“向右”或“向左”），这个过程中右侧装置的工作原理相当于_________（选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】 (1). 向右 (2). 电动机
【解析】用外力使ab棒向右快速摆动，则由右手定则可知在ab中产生从b到a的感应电流，则电流由c导体流过cd棒，由左手定则可知受到的安培力方向为向右，这个过程中右侧装置的工作原理相当于电动机.
15. 1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现______________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是吸收______________
【答案】 (1). 质子 (2). α粒子
【解析】卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的α粒子； 实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生。
16. 如图所示，水平面上有一对平行光滑金属导轨，导轨左端串有一电阻R，金属杆ab垂直平放在两导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，忽略导轨的电阻，但ab杆的质量和电阻都不能忽略。现给ab杆施以水平向右的恒力F，在ab杆从静止开始向右运动过程中，外力F做的功 _______（选填：“大于”、“等于”或“小于”）整个电路消耗的电功，磁场对ab杆作用力的功率 _______（选填：“大于”、“等于”或“小于”）电阻R上消耗的电功率。
【答案】 (1). 大于 (2). 大于
【解析】在ab杆从静止开始向右运动过程中，ab杆的动能逐渐增大，回路中产生焦耳热，根据功能关系可知：外力做功应等于整个回路中产生的内能与杆获得的动能之和．所以外力F做的功大于整个电路消耗的电功．磁场对ab杆作用力的功率等于整个回路消耗的电功率，由于ab杆也有电阻，所以磁场对ab杆作用力的功率大于电阻R上消耗的电功率．
点睛：解决本题关键要明确能量是如何转化的，不能忘记杆有电阻和质量这个条件，知道磁场对ab杆作用力的功率等于整个回路消耗的电功率．
三、综合题（共36分）
17. 首先发现中子的科学家是__________，其核反应方程是：94Be＋42He→126C+__________。实验装置如图所示，图中（1）为放射源Po，（4）为________________，（6）为_________________。
94121
【答案】 (1). 查德威克 (2). 4Be＋2He→6C＋0n (3). 中子 (4). 质子 94121
【解析】首先发现中子的科学家是查德威克，其核反应方程是：4Be＋2He→6C+＋0n；实
验装置如图所示，图中（1）为放射源Po，（4）为中子，（6）为质子.
18. 为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路：
(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（_______）
A、电键的位置接错
B、电流表的正、负接线柱上导线接反 C、线圈B的两个接线柱上导线接反 D、蓄电池的正、负极接反
(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是：___________________________
【答案】 (1). A (2). 闭合电路磁通量发生变化
【解析】（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，再闭合、断开电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转；应改为电键闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将电键接在B线圈所在回路中，故选A．
（2）通过实验得出产生感应电流的条件是：当闭合电路磁通量发生变化时会产生感应电流. 19. 如图所示，光滑竖直平行导轨上端连有一电阻R，导轨上套有一质量为m的导体棒ab，导轨与导体棒电阻均不计。现导体棒自由下落，以速度v进入高为h的水平匀强磁场区域，穿出磁场时的速度为v/2。求此过程中电阻R上产生的热量
【答案】
222
【解析】根据能量守恒定律得：此过程中电阻R上产生的热量 Q=mgh+mv-m()]=mgh+ mv
20. 如图所示，一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距为L，左侧接两个阻值为R、额定功率为P的相同灯泡甲和乙，其中乙灯泡处于断开状态。有一质量为m、电阻为r的金属棒静止且与两轨道垂直地放在轨道上，轨道的电阻忽略不计。整个装置处于垂直轨道平面竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。现用一恒定的外力沿轨道方向拉金属棒，最终甲灯泡刚好正常发光，请回答如下问题： (1)简述金属棒做什么运动？ (2)最终金属棒运动的速度是多少？
(3)在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，则在闭合K的瞬间金属棒的加速度是多少？
【答案】(1）金属棒先做加速度减小速度增加的变加速运动，最终做匀速直线运动（2）
（3）
【解析】（1）金属棒受向右的拉力和向左的安培力作用，开始时拉力大于安培力，金属棒做加速运动，随速度的增加，感应电流增大，安培力增大，则加速度逐渐减小，当加速度为零时速度达到最大，最后匀速运动；此题只最终甲灯泡刚好正常发光，说明通过甲灯的感应电流不变，根据欧姆定律得 （2）由P=I2R得联立解得
又
可知，金属棒的速度不变，做匀速直线运动．
（3）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，两灯并联，此时金属棒产生的感应电动势为 E=BLv=（R+r）
电路中感应电流为 I′=
根据牛顿第二定律得 F-BI′L=ma 又 F=BIL 解得
，负号表示加速度方向向左
点睛：解决本题的关键要搞清金属棒的受力情况，推导出安培力与速度的关系，运用力学的方法解决电磁感应问题．
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