北京市师大二附中2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题 20页

‎2019北京师大二附中高二（上）期末 物 理 第Ⅰ卷（52分）‎ 一、单选题，本题共12小题，每小题3分，共36分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的。请把正确笞案填涂在机读卡上。‎ ‎1.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为，将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力变为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由点电荷库仑力的公式可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，库仑力将变为原来的；‎ A ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. ，与结论不相符，选项D错误．‎ ‎2.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷；故ACD项错误，B项正确．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎3.如图所示，实线是电场中一簇方向已知的电场线，虚线是一个带正电粒子从点运动到点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，下列说法正确的是（ ）‎ A. 点场强小于点场强 B. 点电势高于点电势 C. 粒子在点的加速度小于在点的加速度 D. 粒子在点的速度大于在点的速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. a点的电场线较b点密集，则点场强大于点场强，选项A错误；‎ B. 沿着电场线电势逐渐降低，则点电势低于点电势，选项B错误；‎ C. 点场强大于点场强，则粒子在a点受的电场力较大，则粒子在点的加速度大于在点的加速度，选项C错误；‎ D. 粒子从b点到a点电场力做正功，则动能变大，即粒子在点的速度大于在点的速度，选项D正确．‎ ‎4.一台电动机，它的额定电压为，内阻为．给这台电动机接上额定电压后，通过的电流为．这时，它输出的机械功率为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电动机输出功率：‎ ‎；‎ A. ，与结论相符，选项A正确；‎ B. ，与结论不相符，选项B错误；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. ，与结论不相符，选项D错误．‎ ‎5.在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（ ）‎ A. 灯泡将变亮 B. 灯泡亮度不变 C. 电容器所带的电荷量将减小 D. 电容器所带的电荷量将增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.当滑动变阻器的滑片向右移动时，R增大，总电阻变大．根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I减小，灯泡L将变暗，选项AB错误；‎ CD.路端电压增大，而电容器的电压等于路端电压，根据Q=CU可知电容器的带电量将增大，故D正确，C错误．‎ ‎6. 虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200μA，已测得它的内阻为495．0Ω．图中电阻箱读数为5．0Ω．现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知（ ）‎ A. M、N两端的电压为1mV B. M、N两端电压为100mV C. 流过M、N的电流为2μA D. 流过M、N的电流为20mA ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：MN两端电压：U=IgRg=200×10-6×495=0．099V=99mV，故AB错误；流过M、N的电流：，故C错误，D正确；故选D．‎ 考点：电表的改装 ‎【名师点睛】本题考查了求电压与电流，分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键，应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题．‎ ‎7.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子（ ）‎ A. 速率越小 B. 速率越大 C. 速度偏转角越小 D. 在磁场中的周期一定越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】D.由周期公式；由于带电粒子们的B、q、m均相同，所以T相同，故D错误；‎ ABC.根据可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，半径越小，由知速率一定越小，A正确，BC错误．‎ ‎8.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形体环．规定导体环中电流的正方向如图a所示，磁场方向向上为正．当磁感应强度 B 随时间t按图b变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据法拉第电磁感应定律有：，因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与磁场的变化率成正比，即与B-t图象中的斜率成正比，由图象可知：0-2s，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针即为正值，2-4s斜率不变，电流方向为逆时针；整个过程中的斜率大小不变，所以感应电流大小不变；故D正确．‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律.‎ ‎9.如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中．一根金属杆MN保持水平并沿导轨滑下(导轨电阻不计)，当金属杆MN进入磁场区后，其运动的速度随时间变化的图线不可能的是 (　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当金属杆MN进入磁场区后，切割磁感线产生感应电流，受到向上的安培力．金属杆MN进入磁场区时，若所受的安培力与重力相等，做匀速直线运动，速度不变，所以A图象是可能的，故A错误．金属杆MN进入磁场区时，若所受的安培力小于重力，做加速运动，随着速度的增大，感应电动势和感应电流增大，金属杆所受的安培力增大，合外力减小，加速度减小，v-t图象的斜率应逐渐减小，故B图象不可能，C图象是可能的，故B正确，C错误．金属杆MN进入磁场区时，若所受的安培力大于重力，做减速运动，随着速度的减小，金属杆所受的安培力减小，合外力减小，加速度减小，v-t图象的斜率减小，D图象是可能的，故D错误．故选B．‎ ‎10.如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路．刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量．测量时表针摆过了一定角度， 李辉由此确认线圈没有断路． 正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感．下列说法正确的是 ‎ A. 刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B. 刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压 C. 刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏 D. 实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，他也会受到电击 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当回路断开时电流要立即减小到零但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，所以刘伟倍“电”到，即刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压，故A错误，B正确；因多用表的表笔已经与被测线圈脱离，则多用电表不可能被烧坏，选项C错误；实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，当与线圈脱离后，在电表回路不会产生感应电动势，则他不会受到电击，选项D错误；故选B.‎ 点睛：本题考查了自感电动势产生的条件，要知道欧姆表测电阻时，电流是很小的；当电流变化时变压器的线圈会产生较大的自感电动势．‎ ‎11.现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用变化的磁场产生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图所示．在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室（图中所示为其侧面），电子在真空室中做圆周运动．上边为正视图，下边为真空室的俯视图．如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动，则以下方法能够使电子加速的是（ ）‎ A. 若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向一致，使电流增大 B. 若电磁铁线圏中的电流方向与图示中方向一致，使电流减小 C. 若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向相反，使电流増大 D. 若电磁铁线圏中的电流方向与图示中方向相反，使电流减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向一致，线圈中的电流增强，向上的磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场俯视图为顺时针方向，所以电子运动逆时针方向电场力作用下加速运动，在洛伦兹力约束下做圆周运动，选项A正确，B错误；‎ CD.若电磁线线圏中的电流方向与图示中方向相反，当电流减小时，向下的磁场减弱，根据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿逆时针方向做加速运动，选项C错误，D正确．‎ ‎12.如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P和Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、和．一带正电的粒子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等．则 A. 若带正电粒子由M点运动到Q点，电场力做正功 B. 若带正电的粒子由P点运动到Q点，电场力做负功 C. 直线c位于某一等势面内，‎ D. 直线a位于某一等势面内，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ CD、据题可知，带正电的粒子由M点分别到N点和P点的过程中，电场力做负功相等，则电势能增加相等，电势增加，则N、P两点的电势相等，d位于同一等势面内，根据匀强电场等势面分布情况知，直线a不是同一等势面，直线c位于某一等势面内，且，故D错误，C正确．‎ A、由上分析知，直线c位于某一等势面内，M、Q电势相等，若带正电的粒子由M点运动到Q点电场力不做功，故A错误；‎ B、带正电的粒子由P点运动到Q点与带正电的粒子由P点运动到M点电场力做功相等，所以电场力做正功，故B错误；‎ 故选C．‎ ‎【点睛】匀强电场和点电荷的电场以及等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线及等势面分布情况要熟记．‎ 二、多选题，本题共小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中至少有两项是正确的。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分。请把正确符案填涂在机读卡上。‎ ‎13.电磁学的基本现象和规律在生产生活中有若广泛的应用．下列哪些科学仪器和生活电器在工作时．其主要器件成用了电磁感应现象的是（ ）‎ A. 金属探测器 B. 示波器 C. 电子感应加速器 D. 质谱仪 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.金属探测仪是利用了电磁感应现象而工作的，故A正确；‎ B.示波管是利用了电场加速和电磁场偏转的原理，不是电磁感应现象，故D错误．‎ C. 电子感应加速器是利用感应电场对电子加速，利用了电磁感应现象，选项C正确；‎ D.质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象．故D错误．‎ ‎14.在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡、分别与有铁芯的线圈和定值电阻组成如图所示的电路（自感线圈的直流电阻与定值电阻的阻值相等，且的自感数足够大），闭合开关达到稳定后两灯均可以正常发光．关于这个实验的下面说法中正确的是（ ）‎ A. 闭合开关后，灯先亮，灯后亮 B. 闭合开关后，灯后亮，灯先亮 C. 闭合开关，待后电路稳定断开开关，灯会闪亮一下 D. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，灯不会闪亮，但会缓慢熄灭 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.闭合开关的瞬间，b灯立即正常发光，a 灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，a灯逐渐变亮，故A错误，B正确；‎ CD闭合开关，待电路稳定后断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，a、b两灯串联，同时逐渐变暗，两灯均不会闪亮．故C错误，D正确．‎ ‎15.图甲是洛伦兹力演示仪．图乙是演示仪结构图，玻璃泡内充有稀薄的气体，由电子枪发射电子束，在电子束通过时能够显示电子的径迹．图丙是励磁线圈的原理图，两线圈之间产生近似匀强磁场，线圈中电流越大磁场越强，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行．电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是 ‎ A. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变 B. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小 C. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变 D. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 电子在加速电场中加速，由动能定理有：eU=mv02；电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：eBv0=m，解得：；增大电子枪的加速电压，轨道半径变大，选项AB错误；增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，可以使电子束的轨道半径变小．故C错误，D正确；故选D.‎ ‎16.如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R=95Ω．线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．则 ‎ A. A点的电势小于B点的电势 B. 在线圈位置上感应电场沿逆时针方向 C. 0.1s时间内通过电阻R的电荷量为‎0.05C D. 0.1s时间内非静电力所做的功为2.5J ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极．A点的电势高于B点的电势，在线圈位置上感应电场沿逆时针方向，选项A错误，B正确；由法拉第电磁感应定律得：，由闭合电路的欧姆定律得：，则0.1s时间内通过电阻R的电荷量为q=It=‎0.05C，选项C正确； 0.1s时间内非静电力所做的功为W=Eq=50×0.05J=2.5J，选项D正确；故选BCD.‎ 第Ⅱ卷（48分）‎ 三、本题共2小题，共15分。请把正确答案按要求填在答题纸上，写在试卷上无效 ‎17.某同学想测量一段导体的阻值．‎ ‎（1）他先用多用电表进行初步测量，主要的操作过程分以下几个步骤，请将第④步操作填写完整：‎ ‎①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×‎10”‎；‎ ‎②将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“‎0”‎；‎ ‎③将红、黑表笔分别与导体的两端相接，发现指针示数接近“‎0”‎；‎ ‎④选择电阻档_________(选填“×‎100”‎或“×‎1”‎)，将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮调零后；重新将红、黑表笔分别与导体的两端相接，读取导体的阻值．‎ ‎（2）采用上述的操作步骤后，多用电表的指针位置如图所示．则该段导体的电阻测量值为______．‎ ‎（3）为了比较精确地测量这个导体的电阻值，他采用伏安法继续进行实验测量，现有实验器材如下：‎ A．电源E（电动势4.0V，内阻约0.5Ω）；‎ B．电压表（0～3V，内阻3kΩ）;‎ C．电压表（0～15V，内阻15kΩ）；‎ D．电流表（0～‎0.6A，内阻0.1Ω）‎ E．电流表（0～‎3A，内阻0.02Ω）；‎ F．滑动变阻器R1（0～50Ω，‎1.5A）；‎ G．滑动变阻器R2（0～2000Ω，‎0.3A）；‎ H．开关S和导线若干．‎ 为了调节方便，测量准确，在实验中，滑动变阻器应选用______（选填序号字母）．连接电路时，电压表应选_____（选填序号字母）、电流表应选______（选填序号字母）．实验电路应采用图中的_____（选填“甲”或“乙”）．‎ ‎（4）若在上问中选用甲电路，产生误差的主要原因是______．（选填选项前的字母）‎ A．电流表测量值小于流经Rx的电流值 B．电流表测量值大于流经Rx的电流值 C．电压表测量值小于Rx两端的电压值 D．电压表测量值大于Rx两端的电压值 ‎【答案】 (1). ×1 (2). 8 (3). F (4). B (5). D (6). 甲 (7). B ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]将红、黑表笔分别与导体的两端相接，发现指针示数接近“‎0”‎，说明倍率档选择过大，应该改用×1档；‎ ‎（2）[2]如图可知，电阻的测量值为.‎ ‎（3）[3] 滑动变阻器选择阻值较小的F；‎ ‎[4]电源的电动势为4V，则电压表选B；‎ ‎[5]电路中可能出现的最大电流 ‎，‎ 则电流表选择D;‎ ‎[6]因 ‎，‎ 故应选用电流表外接，即选择甲电路； ‎ ‎（4）[7]甲电路中产生误差的原因是由于电压表的分流作用，使得电流表测量值大于流经Rx的电流值，故选B．‎ ‎18.某同学测量一节干电池的电动势和内阻，现有待测电池、电流表（量程0~‎0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流‎2A）、开关各一个、导线若干．为了防止实验测量时数据过密（即要求电压变化范围相对大一些），另外还配有一个定值电阻R0（阻值为1Ω、额定功率为5W）．‎ ‎(1)请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整_______．‎ ‎(2)该同学按照要求连接好电路并进行实验，根据实验数据绘出了图所示的U－I图像，则电源的电动势E＝______V，电源内阻r＝_____Ω．‎ ‎(3)在上述实验过程中存在系统误差．在下图所绘图像中，虚线代表没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则图中能正确表示二者关系的是______（选填选项下面的字母）．‎ A、 B、‎ C、 D、‎ ‎【答案】 (1). 或 (2). 1.5V (3). 0.6Ω (4). A ‎【解析】‎ ‎（1）实物电路图如图；‎ 或 ‎（2）由U－I图像可得电源的电动势E＝1.5V，电源内阻 ‎（3）在测量电路中，由于电压表的内阻不是无穷大，导致电压表有分流，通过电源的实际电流大于安培表的电流，即在电流表读数相同的情况下，无误差时通过电源的电流值比有误差时偏大，而当外电路短路时的短路电流不变，如图所示；则图线A正确；‎ 四、计算题：本大题共4小题，共33分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤 ‎19.磁流体发电是一项新兴技术，如图是它的示意图．相距为的两平行金属板、之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温正电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度沿垂直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，、板上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．若、两板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理，磁感应强度为．‎ ‎（）求这个发电机的电动势．‎ ‎（）发电机的输出端、间接有阻值为的电阻，设、两平行金属板的面积为，两板间等离子体的导电率为（即电阻率的倒数）．‎ ‎．在图示磁极配置的情况下，判断通过电阻的电流方向．‎ ‎．计算通过电阻的电流大小．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）发电机的电动势　．‎ ‎（）．通过电阻的电流方向：从到．‎ ‎．根据闭合电路欧姆定律　．‎ 通过电阻的电流大小　．‎ ‎20.在光滑水平面上存在某匀强矩形磁场区域，该磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B，宽度为l俯视图如图所示．一边长也为l的正方形导线框，电阻为R，在水平向右的恒力作用下刚好以速度匀速穿过磁场区域，求：‎ 恒力的大小F；‎ 导线框穿越磁场过程中产生的热量Q．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】导线框刚进入磁场时产生的感应电动势，利用闭合电路欧姆定律求出电流，导线框匀速运动，受到的外力与安培力相等，产生的热量由焦耳定律求出．‎ 解(1)导线框刚进入磁场时产生的感应电动势 ‎ 导线框中的电流 ‎ 导线框右边受到的安培力 导线框匀速运动，所以受到的外力与安培力相等 因此外力 ‎（2）导线框从右边进入磁场区域到左边穿出磁场区域过程所用的时间为 产生的热量为 ‎21.如图所示，质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度几乎为零，粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，随后离开磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用．‎ ‎（1）求粒子在磁场中运动的速度大小v；‎ ‎（2）求加速电场的电压U；‎ ‎（3）粒子离开磁场时被收集，已知时间t内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束离开磁场时的等效电流I．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）洛伦兹力提供向心力，解得速度 ‎（2）根据动能定理，解得 ‎（3）设时间t内收集到粒子数为N，根据题意有 根据电流定义有，联立解得等效电流 ‎22.如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中，有一竖直放置的光滑的平行金属导轨，导轨平面与磁场垂直，导轨间距为，顶端接有阻值为的电阻．将一根金属棒从导轨上的处以速度竖直向上抛出，棒到达处后返回，回到出发点时棒的速度为抛出时的一半．已知棒的长度为，质量为，电阻为．金属棒始终在磁场中运动，处于水平且与导轨接触良好，忽路导轨的电阻．重力加速度为．‎ ‎（1）金属棒从点被抛出至落回点的整个过程中，求：‎ a．电阻消耗的电能；‎ b．金属棒运动的时间．‎ ‎（2）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞．已知元电荷为．求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小．‎ ‎【答案】(1)a. b. (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）a．金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，由能量守恒 回路中消耗的电能 ‎ 电阻R消耗的电能 b．金属棒从M点被抛出至落回M点的整个过程中，取向下为正方向，由动量定理得：‎ 将整个运动过程划分成很多小段，可认为在每个小段中感应电动势几乎不变，设每小段的时间为△t．则安培力的冲量 I安=Bi‎1L•△t+Bi‎2L•△t+Bi‎3L•△t+…‎ I安=BL（i1•△t+i2•△t+i3•△t+…）‎ I安=BLq 又  ‎ ‎，‎ ‎， ‎ 因为△Φ=0，所以 I安=0‎ 解得 ‎ ‎(2)当金属棒向下运动达到稳定状态时 mg=Fm 其中 ‎ 解得  ‎ 沿棒方向，棒中自由电子受到洛伦兹力evmB、电场力eE和金属离子对它的平均作用力f作用．因为棒中电流恒定，所以自由电子沿棒的运动可视为匀速运动． 则 ‎ f+eE=evmB 又 ‎ 解得  ‎