資源簡介

江蘇省鹽城市濱海中學(xué)2024-2025學(xué)年高二（下）6月物理學(xué)科月考試卷
第I卷（選擇題）
一、單選題（28分）
1．新型冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播。有關(guān)專家研究得出打噴嚏時氣流噴出的速度可達(dá)，假設(shè)一次打噴嚏人受到的平均反沖力約為，時間大約，估算打一次噴嚏噴出空氣的質(zhì)量約為（　　）
A． B． C． D．
2．半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于O點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分，取走A、B處兩段弧長均為的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于延長線上距O點(diǎn)為的D點(diǎn)，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為（　　）
A．正電荷， B．正電荷，
C．負(fù)電荷， D．負(fù)電荷，
3．勻強(qiáng)電場中有一與電場方向平行的扇形AOB區(qū)域，如圖所示，圓心角θ=120°，半徑R=1m，其中C、D、F將圓弧AB四等分。已知以下說法錯誤的是（　　）
A．
B．
C．電場方向沿A、O連線方向
D．場強(qiáng)大小為3V/m
4．電磁炮是一種利用電磁作用發(fā)射炮彈的先進(jìn)武器，某同學(xué)利用餅型強(qiáng)磁鐵和導(dǎo)軌模擬電磁炮的發(fā)射原理，如圖所示，相同的餅型強(qiáng)磁鐵水平等間距放置，使導(dǎo)軌平面近似為勻強(qiáng)磁場。下列說法不正確的是（　　）
A．放置強(qiáng)磁鐵時，應(yīng)保證磁鐵的磁極同向
B．強(qiáng)磁鐵磁性越強(qiáng)，在相同電流條件下，受到的安培力越大
C．隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度增加，棒受到的安培力將增大
D．若全部磁鐵N極向上，導(dǎo)體棒所受安培力水平向右
5．如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則（　　）
A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為
C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為
6．科技改變生活，如今手機(jī)無線充電已經(jīng)日趨流行。其工作原理如圖所示，該裝置可等效為一個理想變壓器，送電線圈為原線圈，受電線圈為副線圈。當(dāng)ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1， 受電線圈的匝數(shù)為n2，且n1∶n2=10∶1。兩個線圈中所接電阻的阻值均為R，當(dāng)該裝置給手機(jī)充電時，手機(jī)兩端的電壓為1.8V，流過手機(jī)的電流為1A，則下列說法正確的是（　　）
A．送電線圈輸入功率為22W
B．受電線圈cd兩端的輸出電壓為22V
C．充電時，兩線圈上所接電阻的阻值R=20Ω
D．受電線圈之所以能夠給手機(jī)電池充電是因?yàn)槭茈娋€圈發(fā)生了自感現(xiàn)象
7．如圖所示是電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路，某時刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時電容器的上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，則以下說法正確的是（　　）
A．線圈中的磁場向上且正在減弱
B．電容器中的電場向上且正在增強(qiáng)
C．若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變小
D．若增大電容器極板間的距離，則發(fā)射電磁波的波長變長
二、多選題（15分）
8．如圖所示，有一垂直于紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場，O為圓心，A、B、C為其圓周上三等分點(diǎn)。現(xiàn)有三個電量大小相同的帶電粒子，分別從A、B、C三點(diǎn)正對圓心同時進(jìn)入磁場，運(yùn)動過程中沒有發(fā)生任何碰撞，最后從相鄰的點(diǎn)飛出磁場（A→C，C→B，B→A），不考慮粒子間的相互作用力及重力，則這三個粒子（　　）
A．一定都帶同種電荷
B．做圓周運(yùn)動的半徑一定相等
C．做圓周運(yùn)動的周期一定相等
D．動量大小一定相等
9．如圖所示，在水平面內(nèi)有三個光滑絕緣槽和，四點(diǎn)在同一個圓周上，圓心為O，Ob垂直O(jiān)a，和弧長相等。空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場，電場方向從a指向O。帶電小球從a點(diǎn)由靜止釋放，分別沿槽運(yùn)動到圓周上三點(diǎn)，所用時間分別為和，到時的速度大小分別為和，到圓周時的電勢能分別為和，和的電勢差分別為和，下列判斷正確的是（　　）
A． B． C． D．
10．1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后磁針之所以轉(zhuǎn)動，是因?yàn)椋ā　。?br/>A．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
B．圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢產(chǎn)生電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
C．銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
D．圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化，圓盤產(chǎn)生電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
第II卷（非選擇題）
三、實(shí)驗(yàn)題（18分）
11．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)欲測量一組廢舊電池組的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：
A． 廢舊電池組：電動勢約為，內(nèi)阻約為
B． 電壓表：量程為，內(nèi)阻約為
C． 電流表：量程為，內(nèi)阻約為
D． 電流表：量程為，內(nèi)阻約為
E． 滑動變阻器：阻值
F． 滑動變阻器：阻值
G． 開關(guān)，導(dǎo)線若干
（1）該實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)選擇的電流表為___________，應(yīng)選擇的滑動變阻器為___________。（填器材前面的字母序號）
（2）為了更精確地測量該電池組的電動勢和內(nèi)阻，選擇合適的電路進(jìn)行測量，測得的電動勢比真實(shí)值___________，測得的電池組內(nèi)阻值比真實(shí)值___________。（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（3）通過改變滑動變阻器阻值測繪出的圖像如圖甲所示，則該電池組的電動勢___________，內(nèi)阻___________。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
12．熱敏電阻有很多的應(yīng)用領(lǐng)域，如家電、開關(guān)電源、新能源汽車等。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了研究某保溫式自動電飯鍋中用于監(jiān)測溫度的熱敏電阻的特性設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。
（1）首先利用多用電表粗略測量與電飯鍋中型號相同的熱敏電阻常溫狀態(tài)下的阻值，多用電表的旋鈕置于“×100”的擋位時示數(shù)如圖甲所示，則該熱敏電阻的阻值為______。
（2）該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為了進(jìn)一步探究熱敏電阻的特性，設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路，電路中的電壓表均可看成理想電壓表，定值電阻的阻值為2k。
①開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于最______（填“左”或“右”）端。
②某次實(shí)驗(yàn)時，電壓表，的示數(shù)分別為3.0V、4.5V，則熱敏電阻的阻值應(yīng)為______k。
（3）通過多次實(shí)驗(yàn)，得出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律圖象如圖丙所示，當(dāng)熱敏電阻的阻值為時，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為______℃。
（4）該種保溫式自動電飯鍋，采用感溫磁控元件（可視為用熱敏電阻控制的電磁鐵開關(guān)，通過的電流大于某一值時開關(guān)斷開）控制電路閉合與斷開，從而控制加熱電路，鍋內(nèi)米飯溫度低于60℃后，加熱電路開始工作，則下列電路圖可能是該電飯鍋中加熱電路的是______。
A．B．C．
四、解答題（39分）
13．把P、Q兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為0.10m的絕緣細(xì)線懸掛于兩點(diǎn)且兩點(diǎn)距離為0.24m，現(xiàn)在使兩球帶上等量異種電荷，平衡時距離為0.12m。已測得每個小球質(zhì)量是：。若在空間加一方向水平向右的勻強(qiáng)電場E，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，帶電小球可視為點(diǎn)電荷，重力加速度10m/s2，靜電力常量，求：
（1）沒有加勻強(qiáng)電場E時，P球所受的靜電力；
（2）Q球所帶的電荷量；
（3）勻強(qiáng)電場E。
14．一玩具以初速度從水平地面豎直向上拋出，達(dá)到最高點(diǎn)時，用遙控器將玩具內(nèi)壓縮的輕彈簧彈開，該玩具沿水平方向分裂成質(zhì)量之比為1∶4的兩部分，此時它們的動能之和與玩具從地面拋出時的動能相等。彈簧彈開的時間極短，不計(jì)空氣阻力。求
（1）玩具上升到最大高度時的速度大小；
（2）兩部分落地時速度大小之比。
15．如圖所示,xOy坐標(biāo)系在y>0空間存在場強(qiáng)為E，方向沿y軸正向的勻強(qiáng)電場，在y<0的空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場。P點(diǎn)位于y軸上，距離原點(diǎn)O的距離為OP=h。一質(zhì)量為m，帶電量為－q（q>0）的帶電粒子，從P點(diǎn)以垂直于y軸的初速度向右射出，粒子重力和空氣阻力忽略不計(jì)。
（1）若初速度為v0，求帶電粒子剛進(jìn)入磁場時的位置到O的距離x；
（2）若帶電粒子從P點(diǎn)飛出后經(jīng)過x軸上的D點(diǎn)，進(jìn)入磁場后仍能回到P點(diǎn)，求D到 O的距離d；
（3）若帶電粒子經(jīng)過電場和磁場，能通過x軸上與O相距為L的點(diǎn)，求初速度。
16．如圖所示，兩條無限長且光滑的平行金屬、的電阻為零，相距，水平放置在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中，、兩金屬棒垂直地跨放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，電阻均為，的質(zhì)量為，的質(zhì)量。給棒一個向右的瞬時沖量，使之以初速度開始滑動，當(dāng)、兩金屬棒速度相等后保持勻速運(yùn)動。求：
（1）從棒剛開始運(yùn)動到兩金屬棒速度相等這一過程，電路中一共產(chǎn)生了多少焦耳熱；
（2）從棒剛開始運(yùn)動到兩金屬棒速度相等這一過程，通過回路中的電量為多少；
（3）當(dāng)棒速度為時，求ab棒受到的安培力大小和方向。
參考答案
1．B
【解析】設(shè)打一次噴嚏噴出空氣的質(zhì)量為m，由動量定理可得
代入數(shù)據(jù)解得
B正確。
故選B。
2．C
【解析】取走A、B處兩段弧長均為的小圓弧上的電荷，根據(jù)對稱性可知，圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，如圖所示，因?yàn)閮啥位￠L非常小，故可看成點(diǎn)電荷，則有
由圖可知，兩場強(qiáng)的夾角為，則兩者的合場強(qiáng)為
根據(jù)O點(diǎn)的合場強(qiáng)為0，則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，大小為
根據(jù)
聯(lián)立解得
故選C。
3．D
【解析】AB．如圖所示，連結(jié)AB、OC、OD、OF，令OC、OD、OF與AB交點(diǎn)分別為I、H、G。易知
且
所以
，
在△IGO中，有
所以△IGO為等邊三角形，則
所以I、G將AB三等分，根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢均勻變化可知
，
所以O(shè)F為一條等勢線，則
根據(jù)幾何關(guān)系可知
所以
則△DHI全等于△HIO，即
則DI連線垂直于AO，且平行于FO，說明DI是一條等勢線，所以
故AB正確；
C．電場強(qiáng)度方向垂直于等勢線OF和DI，根據(jù)沿電場強(qiáng)度方向電勢降低可知電場方向沿A、O連線方向，故C正確；
D．根據(jù)勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系可得
故D錯誤。
本題選錯誤的，故選D。
4．C
【解析】A．只有磁鐵的磁極同向，才能保證通電導(dǎo)體棒所受安培力的方向不變，得到持續(xù)加速，A正確，不符合題意；
B．根據(jù)
可知在相同電流的條件下，強(qiáng)磁鐵磁性越強(qiáng)，導(dǎo)體棒所受到的安培力越大，B正確，不符合題意；
C．隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度增加，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的反向電動勢增加，從而回路電流強(qiáng)度減小，使棒受到的安培力減小，C錯誤，符合題意；
D．根據(jù)左手定則，若全部磁鐵N極向上，導(dǎo)體棒所受安培力水平向右，D正確，不符合題意。
故選C。
5．B
【解析】A．根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故A錯誤；
B．因磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，則
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知
則
故B正確；
C．根據(jù)
故a、b線圈中感應(yīng)電流之比為，故C錯誤；
D．電功率
故a、b線圈中電功率之比為，故D錯誤。
故選B。
6．C
【解析】B．因?yàn)閍b端輸入電壓為220V，由于送電線圈中的電阻R會分壓，故送電線圈兩端電壓小于220V，則根據(jù)匝數(shù)比等于電壓比可知，受電線圈cd兩端的輸出電壓小于22V，B錯誤；
A．因?yàn)槭茈娋€圈cd兩端的輸出電壓小于22V，流過手機(jī)的電流為1A，故受電線圈的輸出功率小于22W，所以送電線圈輸入功率小于22W，A錯誤；
C．由題意可知受電線圈的輸出電壓為
送電線圈的電流為
則送電線圈兩端電壓
根據(jù)
聯(lián)立可得
R=20Ω
C正確；
D．受電線圈之所以能夠給手機(jī)電池充電是因?yàn)樗碗娋€圈接入交流電，產(chǎn)生變化的磁場，導(dǎo)致受電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流，不是自感現(xiàn)象，自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化引起自身產(chǎn)生的磁場變化而導(dǎo)致其自身產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。D錯誤。
故選C。
7．C
【解析】A．由安培定則可知，線圈中的磁場方向向上，由于電流從正極板流向負(fù)極板，故電容器正在放電，電流增大，磁場增強(qiáng)，故A錯誤；
B．電容器的上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，且在放電，故電容器中的電場向上，且在減弱，故B錯誤；
C．若在線圈中插入鐵芯，線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)
發(fā)射電磁波的頻率變小，故C正確；
D．若增大電容器極板間的距離，由
電容器的電容減小，根據(jù)
發(fā)射電磁波的頻率增大，根據(jù)
發(fā)射電磁波的波長變小，故D錯誤。
故選C。
8．ABD
【解析】AB．由題可知，三束粒子運(yùn)動軌跡對稱，因此一定帶同種粒子，且軌道半徑相同，AB正確；
CD．根據(jù)
可得
半徑相等，帶電量相等，因此動量大小一定相等，但是質(zhì)量大小不一定相等，粒子在磁場中周期為
可知周期不一定相同，故C錯誤D正確。
故選ABD。
9．AC
【解析】A．設(shè)ab邊與Oa夾角為，圓半徑為R，由牛頓第二定律可得
根據(jù)運(yùn)動公式，有
聯(lián)立，可得
易知帶電小球沿不同絕緣槽運(yùn)動，所需時間相同，即
故A正確；
B．小球分別到時的過程中，電場力做功關(guān)系為
根據(jù)動能定理可得
易知
則
故B錯誤；
C．沿電場線方向，電勢逐漸降低，依題意小球帶正電可得
根據(jù)
依題意小球帶正電可得
故C正確；
D．根據(jù)公式
由幾何關(guān)系可知
聯(lián)立，可得
故D錯誤。
故選AC。
10．BC
【解析】A．圓盤呈電中性，沒有多余的電荷，圓盤轉(zhuǎn)動時不會形成環(huán)形電流，所以也不會產(chǎn)生相應(yīng)的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，故A錯誤；
B．圓盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，在銅盤邊緣和圓心之間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢不等而形成感應(yīng)電流，即渦流，此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，故B正確；
C．從感生電動勢的角度看，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流），此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，故C正確；
D．圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量為零，沒有變化，故D錯誤。
故選BC。
11． C E 偏小 偏小
【解析】（1）[1][2]由于電源內(nèi)阻約為，為了方便調(diào)節(jié)并使電表示數(shù)變化比較明顯，滑動變阻器不能選擇阻值比內(nèi)阻大太多的，故滑動變阻器應(yīng)選擇E；由于滑動變阻器選擇，則電路的最小電流約為
故電流表應(yīng)選擇C；
（2）[3][4]由于電源內(nèi)阻較小，為了更精確地測量該電池組的電動勢和內(nèi)阻，選擇如圖所示的電路進(jìn)行測量
由電路圖可知，實(shí)驗(yàn)誤差來源于電壓表的分流，假設(shè)電壓表的內(nèi)阻為，把電壓表和電源看成一個等效電源，則有
，
即測得的電動勢比真實(shí)值偏小，測得的電池組內(nèi)阻值比真實(shí)值偏小；
（3）[5][6]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
可得
可知圖像的縱軸截距為
圖像的斜率絕對值為
12． ##3200 左 3 38 AB##BA
【解析】
（1）[1]由多用電表的讀數(shù)規(guī)則可知，該熱敏電阻的阻值為
（2）[2]為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材，開關(guān)閉合后應(yīng)使兩電壓表的讀數(shù)均為零，所以滑動變阻器的滑動觸頭應(yīng)置于最左端。
[3]由電路圖乙可知，熱敏電阻的阻值應(yīng)為
代入數(shù)據(jù)解得
（3）[4]由圖丙可知，熱敏電阻的阻值為時，熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為38℃。
（4）[5]當(dāng)電飯鍋內(nèi)溫度降低時，熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知AB滿足要求。
故選AB。
13．（1）9×10-3N；（2）；（3）
【解析】
（1）沒有加勻強(qiáng)電場E時，對P球由平衡可知
其中
解得靜電力
F=9×10-3N
（2）根據(jù)庫倫定律可知
解得
（3）加電場后，則
解得
14．（1）；（2）
【解析】（1）設(shè)玩具上升的最大高度為h，玩具上升到高度時的速度大小為v，重力加速度大小為g，以初速度方向?yàn)檎麄€運(yùn)動過程有
玩具上升到最大高度有
兩式聯(lián)立解得
（2）設(shè)玩具分開時兩部分的質(zhì)量分別為、，水平速度大小分別為、。依題意，動能關(guān)系為
玩具達(dá)到最高點(diǎn)時速度為零，兩部分分開時速度方向相反，水平方向動量守恒，有
分開后兩部分做平拋運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)關(guān)系，兩部分落回地面時，豎直方向分速度大小為，設(shè)兩部分落地時的速度大小分別為、，由速度合成公式，有
，
結(jié)合，解得
15．（1） ；（2） ；（3）①在電場區(qū)擊中點(diǎn)，,②在磁場區(qū)擊中點(diǎn)，
【解析】
（1）粒子在電場中運(yùn)動時，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動，豎直方向上，有
聯(lián)立以上各式得
（2）如圖所示
帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，以速度經(jīng)過D點(diǎn)，與x軸的夾角為。進(jìn)入磁場區(qū)后，沿半徑為R的圓弧運(yùn)動到另一點(diǎn)，又從進(jìn)入電場做類斜上拋運(yùn)動，只要與D關(guān)于O對稱，即
粒子就能回到P點(diǎn)，根據(jù)幾何關(guān)系
由洛倫茲力提供向心力
由速度分解矢量關(guān)系
在電場中運(yùn)動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式
聯(lián)立以上各式得
（3）①從P點(diǎn)飛出后，經(jīng)磁場回轉(zhuǎn)，又斜向上飛入電場區(qū)，如此循環(huán)，歷經(jīng)磁場n次，最終在電場區(qū)擊中點(diǎn)，如圖所示
滿足
又
代入得
②在磁場區(qū)擊中點(diǎn)，如圖所示
滿足
又
代入得
16．（1）4J；（2）4C；（3），水平向左
【解析】（1）從棒剛開始運(yùn)動到兩金屬棒速度相等這一過程，由動量守恒定律
解得
根據(jù)能量守恒定律可得，電路中一共產(chǎn)生焦耳熱
（2）從棒剛開始運(yùn)動到兩金屬棒速度相等這一過程，對金屬棒cd，由動量定理
又有
解得
（3）當(dāng)棒速度為時，由動量守恒定律
解得
此時電路中的電動勢為
電路中的電流
方向由b到a，棒受到的安培力大小為
由左手定則可知，安培力方向水平向左。
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