2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)（B）（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)（B）（含解析） 一．選擇題 1.(xx?肇慶三測(cè)?16)M N R a b c d v ．如下圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（垂直紙面向里）．現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小，則( ) A．，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)R到d B．，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d經(jīng)R到b C．MN受到的安培力大小，方向水平向右 D．MN受到的安培力大小，方向水平向左 2.(xx?廣東七校三聯(lián)?21）．如圖，導(dǎo)線ab、cd跨接在電阻不計(jì)，足夠長(zhǎng)光滑的導(dǎo)軌上，ab的電阻為2R，cd電阻為R，整個(gè)裝置放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)cd在外力F1作用下，勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab在外力F2的作用下保持靜止。則F1、F2及兩導(dǎo)線的端電壓Uab、Ucd的關(guān)系為（ ） a b c d F1 F2 A．F1 >F2 B．F1＝F2 C．Uab >Ucd D．Uab＝Ucd 3.(xx?懷化三模?14）．法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。如圖所示，紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來(lái)形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是 A．回路中電流大小變化，方向不變 B．回路中電流大小不變，方向變化 C．回路中電流大小和方向都周期性變化 D．回路中電流方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表 4.(xx?鹽城1月檢測(cè)?6).如圖所示，兩個(gè)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為a。正三角形導(dǎo)線框ABC從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，在下列圖形中能正確描述感應(yīng)電流I與線框移動(dòng)距離x關(guān)系的是(　　) 圖乙 t B O T B0 -B0 圖甲 5.(xx?蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)?5)．如圖甲所示，圓形的剛性金屬線圈與一平行板電容器連接，線圈內(nèi)存在垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示（以圖示方向?yàn)檎较颍畉=0時(shí)刻，平行板電容器間一帶正電的粒子（重力可忽略不計(jì)）由靜止釋放，假設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)未碰到極板，不計(jì)線圈內(nèi)部磁場(chǎng)變化對(duì)外部空間的影響，下列粒子在板間運(yùn)動(dòng)的速度圖像和位移圖像（以向上為正方向）中，正確的是 t v O A t v O B t x C O t x D O 6.(xx?濟(jì)南一模?19)．無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線在其周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比，即(式中k為常數(shù))。如圖甲所示，光滑絕緣水平面上平行放置兩根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線M和N，導(dǎo)線N中通有方向如圖的恒定電流IN，導(dǎo)線M中的電流IM大小隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，方向與N中電流方向相同。絕緣閉合導(dǎo)線框AB-CD放在同一水平面上，AB邊平行于兩直導(dǎo)線，且位于兩者正中間。則以下說(shuō)法正確的是（ ） A．0～t0時(shí)間內(nèi)，流過(guò)R的電流方向由C→D B．t0～2 t0時(shí)間內(nèi)，流過(guò)R的電流方向由D→C C．0～t0時(shí)間內(nèi)，不計(jì)CD邊電流影響，則AB邊所受安培力的方向向左 D．t0～2 t0時(shí)間內(nèi)，不計(jì)CD邊電流影響，則AB邊所受安培力的方向向右 7.(xx?天津武清三模?5)．豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一單匝金屬圓形線圈，線圈所圍的面積為0.1m2，線圈的電阻為1Ω。規(guī)定圖（a）所示感應(yīng)電流的方向?yàn)檎较?。磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖（b）所示，則以下說(shuō)法正確的是 A．第1s內(nèi)，線圈具有擴(kuò)張趨勢(shì) B．第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大 C．第4s時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)樨?fù) D．0～5 s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流的最大值為0.1A 8.（xx?棗莊校級(jí)模擬）如圖所示，bacd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示，PQ能夠始終保持靜止，則0～t2時(shí)間內(nèi)，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是（取平行斜面向上為正方向）（　　） 　 A． B． C． D． 9. (xx?日照聯(lián)合檢測(cè)?18）．某?？萍夹〗M的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)傳送帶測(cè)速儀，測(cè)速原理如圖所示。在傳送帶(絕緣橡膠)一端的下方固定有間距為L(zhǎng)、長(zhǎng)度為d的平行金屬電極。電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直傳送帶平面(紙面)向里、有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且電極之間接有理想電壓表和電阻R。傳送帶背面固定有若干根間距為d的平行細(xì)金屬條，其電阻均為r。傳送帶運(yùn)行過(guò)程中始終僅有一根金屬條處于磁場(chǎng)中且與電極良好接觸。當(dāng)傳送帶以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)為U。則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速率為 B．電阻R產(chǎn)生焦耳熱的功率為 C．金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域受到的安培力大小為 D．每根金屬條經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的全過(guò)程中克服安培力做功為 10.(xx?德州二模?20)．如圖所示，在水平面上有兩條光滑的長(zhǎng)直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面。質(zhì)量均為m的兩根金屬a、b放置在導(dǎo)軌上，a、b接入電路的電阻均為R。輕質(zhì)彈簧的左端與b桿連接，右端固定。開(kāi)始時(shí)a桿以初速度向靜止的b桿運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a桿向右的速度為時(shí)，b桿向右的速度達(dá)到最大值，此過(guò)程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好，則b桿達(dá)到最大速度時(shí) A．b桿受到彈簧的彈力為 B．a(chǎn)桿受到的安培力為 C．a(chǎn)、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為Q D．彈簧具有的彈性勢(shì)能為 11.(xx?皖南八校三聯(lián)?19). 一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度ν0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行，導(dǎo)軌平面與水平面成30角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場(chǎng)垂直斜面向上，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時(shí)的速度大小為ν，則金屬桿在滑行過(guò)程中（ ） A．向上滑行與向下滑行的時(shí)間相等 B．向上滑行與向下滑行時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量相等 C．向上滑行與向下滑行時(shí)通過(guò)金屬桿的電荷量相等 D．向上滑行與向下滑行時(shí)金屬桿克服安培力做的功相等 12.(xx?青島統(tǒng)一檢測(cè)?20）．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l，兩導(dǎo)軌間連有一電阻R，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，在兩虛線間的導(dǎo)軌上涂有薄絕緣涂層．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從h高度處由靜止釋放，在剛要滑到涂層處時(shí)恰好勻速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且僅與涂層間有摩擦，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanθ，其他部分的電阻不計(jì)，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．導(dǎo)體棒到達(dá)涂層前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) B．在涂層區(qū)導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng) C．導(dǎo)體棒到達(dá)底端的速度為 D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為 13.(xx?吉林三模?20)．如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1與L2和L3與L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面向里。現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd=L=0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，t2～t3之間圖線為與t軸平行的直線，t1～t2之間和t3之后的圖線均為傾斜直線，已知t1～t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終處于豎直方向（重力加速度g取10m/s2）則（ ） A． 在0～t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線圈的電荷量為2.5C B． 線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為8m/s C． 線圈的長(zhǎng)度為2m D． 0～t3時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J 14.(xx?菏澤二模?20）．如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)（長(zhǎng)度足夠大），該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場(chǎng)上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域，已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)PS時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。以線框的ab邊到達(dá)MN時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以MN處為坐標(biāo)原點(diǎn)，取如圖坐標(biāo)軸x，并規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，向上為力的正方向。則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流I和線框所受到的安培力F與ab邊的位置坐標(biāo)x的以下圖線中，可能正確的是 （ ） 15.(xx?煙臺(tái)高考測(cè)試?19).如圖所示，abcd為一矩形金屬線框，其中ab＝cd＝L，ab邊接有定值電阻R， cd邊的質(zhì)量為m，其它部分的電阻和質(zhì)量均不計(jì)，整個(gè)裝置用兩根絕緣輕彈簧懸掛起來(lái)。線框下方處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。初始時(shí)刻，兩彈簧處于自然長(zhǎng)度，給線框一豎直向下的初速度v 0，當(dāng)cd邊第一次運(yùn)動(dòng)至最下端的過(guò)程中，R產(chǎn)生的電熱為Q，此過(guò)程cd邊始終未離開(kāi)磁場(chǎng)，已知重力加速度大小為g，下列說(shuō)法中正確的是（ ） a R B v0 d b c A.線框中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電流大于 B.初始時(shí)刻cd邊所受安培力的大小為 C.cd邊第一次到達(dá)最下端的時(shí)刻，兩根彈簧具有的彈性勢(shì)能總量大于 D.在cd邊反復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，R中產(chǎn)生的電熱最多為 16. (xx?江山市模擬?6)．（6分）如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)桿受到水平向左、垂直于桿的恒力F作用，從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g．對(duì)于此過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A． 桿的速度最大值為 B． 當(dāng)桿的速度達(dá)到最大時(shí)，a、b兩端的電壓為 C． 安倍力做功的絕對(duì)值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱 D． 恒力F做的功與安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量 二．非選擇題 17.(xx?陜西三模?12)如圖（1）所示，一邊長(zhǎng)L=0.5m，質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬線框的一個(gè)邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合，在水平拉力作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=0.5s線框被拉出磁場(chǎng)．測(cè)得金屬線框中的電流I隨時(shí)間變化的圖象如圖（2）所示，在金屬線框被拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中 （1）求通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量及該金屬框的電阻； （2）寫(xiě)出水平力F隨時(shí)間t變化的表達(dá)式； （3）若已知在拉出金屬框的過(guò)程中水平拉力做功1.10J，求此過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱． 18.(xx?揚(yáng)州開(kāi)學(xué)考試?14). （15分）如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a，b，c，相距均為d＝1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m＝1kg的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌始終良好接觸．棒的電阻r＝2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R＝2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想伏特表．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，試求： （1）若施加的水平恒力F＝8N，則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多少？ （2）若施加的水平外力功率恒定，棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為1.5m/s，則此時(shí)電壓表的讀數(shù)為多少？ （3）若施加的水平外力功率恒為P＝20W，經(jīng)歷t＝1s時(shí)間，棒的速度達(dá)到2m/s，則此過(guò)程中燈泡產(chǎn)生的熱量是多少？ V F M N L B a b c d d 19.(xx?大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模?24).(14分)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R＝0.40 Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.01 kg、電阻為r＝0.30 Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始下滑，其下滑于初始位置的距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2. 時(shí)間t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 下滑距離s(m) 0 0.1 0.3 0.7 1.4 2.1 2.8 3.5 試求：(1)當(dāng)t＝0.7 s時(shí)，重力對(duì)金屬棒ab做功的功率； (2)金屬棒ab在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的0.7 s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱； (3)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到t＝0.4 s的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬棒ab的電荷量． 20.(xx?揚(yáng)州高三測(cè)試?14)．（16分）如圖所示，電阻忽略不計(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開(kāi)始在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦向下滑動(dòng)，都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，且當(dāng)b 剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng).設(shè)重力加速度為g=10m/s2，不計(jì)a、b棒之間的相互作用。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好。求： （1）在整個(gè)過(guò)程中，a、b兩棒分別克服安培力所做的功； （2）導(dǎo)體棒a從圖中M處到進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間； （3）M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度。 21.(xx?江山市模擬?11)．（20分）如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向水平向里，磁場(chǎng)高度為h．豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長(zhǎng)之比為5：1，高為2h．現(xiàn)使線框AB邊在磁場(chǎng)邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為0，在DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前的一段時(shí)間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)．求： （1）在DC邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度與AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度比是多少？ （2）DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框加速度的大小為多少？ （3）從線框開(kāi)始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的機(jī)械能損失和重力做功之比？ 22.(xx?蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)?13)．（15分）如圖所示，兩根半徑為r的圓弧軌道間距為L(zhǎng)，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處于輻向磁場(chǎng)中，圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．將一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放．已知當(dāng)金屬棒到達(dá)如圖所示的cd位置（金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ）時(shí)，金屬棒的速度達(dá)到最大；當(dāng)金屬棒到達(dá)軌道底端ef時(shí)，對(duì)軌道的壓力為1.5mg．求： （1）當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，流經(jīng)電阻R的電流大小和方向； （2）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量； （3）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量． 23. (xx?天津武清三模?11)．（18分）如圖所示，豎直固定的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌、，間距為0.2m，其電阻不計(jì)。完全相同的兩金屬棒、垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m=0.01kg，電阻均為R=0.2，棒cd放置在水平絕緣平臺(tái)上，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T。棒ab在豎直向上的恒力F作用下由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)x=0.1m時(shí)達(dá)到最大速度，此時(shí)cd棒對(duì)絕緣平臺(tái)的壓力恰好為零。取，求： （1）ab棒的最大速度； （2）ab棒由靜止到最大速度過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q； （3）ab棒由靜止到最大速度所經(jīng)歷的時(shí)間t。 24.(xx?連徐宿三調(diào)?13)．(15分) 如圖所示，粗糙斜面的傾角θ=37，半徑r=0.5m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框abcd，通過(guò)松弛的柔軟導(dǎo)線與一個(gè)額定功率P=1.25W的小燈泡A相連，圓形磁場(chǎng)的一條直徑恰好過(guò)線框bc邊。已知線框質(zhì)量m=2kg，總電阻R0=1.25，邊長(zhǎng)L>2r，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5。從t=0時(shí)起，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B=2－t(T)的規(guī)律變化。開(kāi)始時(shí)線框靜止在斜面上，在線框運(yùn)動(dòng)前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求： θ a b c d B A ⑴線框不動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E； ⑵小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R； ⑶線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q。 第2講 電磁感應(yīng)（B卷） 參考答案與詳解 1.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查電磁感應(yīng)定律和安培力。 【解析】根據(jù)電磁感應(yīng)定律，MN產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，由于MN的電阻與外電路電阻相同，所以MN兩端的電壓U＝E＝Blv ，根據(jù)右手定則，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)R到d，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；MN受到的安培力大小，方向水平向左，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 2.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 【解析】設(shè)回路中感應(yīng)電流大小為，兩棒的長(zhǎng)為 棒勻速運(yùn)動(dòng)，有： 棒靜止，有：，則： 棒相當(dāng)于電源，ab棒是外電路，由于導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，則: 故選：BD 【易錯(cuò)警示】解決本題的關(guān)鍵要根據(jù)兩棒的狀態(tài)分析受力情況，抓住安培力大小相等．要明確產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其兩端的電壓是外電壓。 3.【答案】D 【命題立意】該題考查法拉第電磁感應(yīng)定律 【解析】該圓盤在旋轉(zhuǎn)時(shí)，相當(dāng)于一根長(zhǎng)度一定的導(dǎo)線在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小是不變的，導(dǎo)線的長(zhǎng)度也不變，切割磁感線的速度也不變，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小與方向都是不變的，再由右手定則可以判斷出來(lái)，感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到b，所以電流是從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表的，D是正確的。 4.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 【解析】x在內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，為正方向；有效切割的長(zhǎng)度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電流為，隨著的增大，均勻減小，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；在內(nèi)，線框的AB邊和其他兩邊都切割磁感線，由楞次定律可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，為負(fù)方向；有效切割的長(zhǎng)度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電流大小為，隨著的增大，均勻減小，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；在內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，為正方向；有效切割的長(zhǎng)度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電流為 I=，隨著的增大，均勻減小，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；故根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知B正確. 故選：B 5.【答案】C 【命題立意】本題旨在考察法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 【解析】 由圖可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，則由楞次定律可求得平行板上的帶電情況；對(duì)帶電粒子分析受力就能知道帶電粒子所受的合力，由牛頓第二定律推知粒子的運(yùn)動(dòng)情況；根據(jù)粒子受力的變化可知粒子加速度的變化，通過(guò)分析可得出粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程． AB、0～內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上而向上做勻加速運(yùn)動(dòng)． ～內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向下而向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零． ～內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電，帶正電粒子向下勻加速， 同理，～T內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電； 因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上，而向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零．故AB錯(cuò)誤； CD、由A選項(xiàng)分析可知，末速度減小為零，位移最大，當(dāng)T末，粒子回到了原來(lái)位置．故C正確，D錯(cuò)誤； 故選：C． 6.【答案】ACD 【命題立意】本題旨在考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律。 【解析】A、直導(dǎo)線，電流恒定，則不會(huì)引起感應(yīng)電流，而直導(dǎo)線，在時(shí)間內(nèi)，電流漸漸增大，根據(jù)右手螺旋定則可知，向里穿過(guò)線圈的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知， 感應(yīng)電流方向逆時(shí)針?lè)较颍戳鬟^(guò)R的電流方向由，故A正確； B、同理，時(shí)間內(nèi)，向里穿過(guò)線圈的磁通量仍在增大，則感應(yīng)電流方向逆時(shí)針?lè)较?，即流過(guò)的電流方向由,故B錯(cuò)誤； C、時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流方向由A到B，因不計(jì)CD邊電流影響，根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，對(duì)AB的安培力向右，而對(duì)AB的安培力向左，由于通過(guò)的電流小于的電流，則向右的安培力小于向左的安培力，則AB邊所受安培力的方向向左，故C正確； D、同理，當(dāng)時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流方向由A到B，因不計(jì)CD邊電流影響，根據(jù)同向電流相吸，異向電流相斥，對(duì)AB的安培力向右，而對(duì)AB的安培力向左，由于通過(guò)的電流大于的電流，則向右的安培力大于向左的安培力，則AB邊所受安培力的方向向右，故D正確。 故選：ACD 7.【答案】C 【命題立意】該題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及楞次定律 【解析】第1s內(nèi)磁通量增大，線圈具有收縮的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤；第3s內(nèi)磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流，線圈的發(fā)熱功率為零，故B錯(cuò)誤；第4s時(shí)磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向負(fù)，故C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以看出B-t圖象的斜率越大則電動(dòng)勢(shì)越大，所以零時(shí)刻線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大, 即：，根據(jù)歐姆定律：,故D錯(cuò)誤． 【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向． 8.【答案】ACD 【命題立意】本題旨在考察法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力 【解析】 由圖乙可知磁場(chǎng)均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)體棒開(kāi)始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當(dāng)B=0時(shí)，安培力為零，當(dāng)磁場(chǎng)反向時(shí)，導(dǎo)體棒受到沿導(dǎo)軌向下的逐漸增大的安培力，分析清楚安培力的情況，然后對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行正確受力分析，即可正確判斷摩擦力的變化情況． 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，開(kāi)始導(dǎo)體棒PQ受到沿導(dǎo)軌向上的安培力， 若開(kāi)始安培力小于導(dǎo)體棒重力沿導(dǎo)軌向下的分力mgsinθ，則摩擦力為：f=mgsinθ﹣F安，隨著安培力的減小，摩擦力f逐漸逐漸增大， 當(dāng)安培力反向時(shí)，f=mgsinθ+F安，安培力逐漸增大，故摩擦力也是逐漸增大； 若安培力大于mgsinθ，則安培力為：f=F安﹣mgsinθ，由于安培力逐漸減小，故摩擦力逐漸減小， 當(dāng)F安=mgsinθ時(shí)，摩擦力為零并開(kāi)始反向變?yōu)椋篺=mgsinθ﹣F安，隨著安培力的變化將逐漸增大， 故選：ACD． 9.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律、安培力。 【解析】A、設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，橡膠帶運(yùn)動(dòng)速率為．由，，得：，故A錯(cuò)誤； B、設(shè)電阻產(chǎn)生焦耳熱的功率為，則：，故B錯(cuò)誤； C、設(shè)電流強(qiáng)度為，安培力為，克服安培力做的功為，電流，安培力 ，故C錯(cuò)誤； D、克服安培力做功，得：，故D正確。 故選：D 10.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考察切割磁感線而產(chǎn)生電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換 【解析】 當(dāng)b桿達(dá)到最大速度時(shí)，彈簧的彈力等于安培力，根據(jù)安培力大小公式與閉合電路歐姆定律及法拉第電磁感應(yīng)定律，可得到彈簧的彈力；兩棒安培力關(guān)系求出a桿受到的安培力．選取系統(tǒng)為研究對(duì)象，確定從開(kāi)始到b桿最大速度作為過(guò)程，由能量守恒來(lái)確定彈簧的彈性勢(shì)能． A選項(xiàng)b桿達(dá)到最大速度時(shí)，彈簧的彈力等于安培力，由閉合電路歐姆定律可得 I==，b棒受到的安培力大小F=BIL=，則彈簧的彈力為F=，故A正確 B選項(xiàng)a、b兩棒串聯(lián)，電流相等，長(zhǎng)度相等，所受的安培力大小相等，所以a桿受到的安培力為，故B錯(cuò)誤； C選項(xiàng)根據(jù)能量守恒定律可知，、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為2Q．故C錯(cuò)誤． D選項(xiàng)選兩桿和彈簧組成系統(tǒng)為研究對(duì)象，從a棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到b棒達(dá)到最大速度，由能量守恒知，彈簧具有的彈性勢(shì)能為mv02﹣mv2﹣mvm2﹣2Q．故D正確； 11.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與安培力做功。 【解析】因?yàn)樯匣A段的平均速度大于下滑階段的平均速度，而上滑階段的位移與下滑階段的位移大小相等，所以上滑過(guò)程的時(shí)間比下滑過(guò)程短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分析知上滑階段的平均速度大于下滑階段的平均速度，由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv可知上滑階段的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1大于下滑階段的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2，而上滑階段和下滑階段通過(guò)回路即通過(guò)R的電量相同，再由公式W電=qE電動(dòng)勢(shì)，可知上滑階段回路電流做功即電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑階段多．選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電量q＝It＝E t /R＝B△s/R，式中結(jié)果無(wú)時(shí)間，故上滑階段和下滑階段通過(guò)回路即通過(guò)R的電量相同，選項(xiàng)C正確；向上滑行與向下滑行時(shí)金屬桿受到的安培力不相等，向上滑行與向下滑行時(shí)金屬桿克服安培力做的功不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 12.【答案】AC 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律。 【解析】A、導(dǎo)體棒到達(dá)涂層前速度越來(lái)越大，由得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來(lái)越大，根據(jù)和得，所受的安培力越來(lái)越大，由得，加速度越來(lái)越小，故A正確； B、當(dāng)導(dǎo)體到達(dá)涂層時(shí)，所受力平衡，但是到達(dá)涂層后，安培力消失，受力分析得導(dǎo)體受力平衡，故導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤； C、根據(jù)受力平衡條件得：，得：，所以，故C正確； D、由能量守恒產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯(cuò)誤； 故選：AC 【易錯(cuò)警示】本題考查平衡條件的應(yīng)用，注意感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和安培力的求解方式，屬于中等難。 13.【答案】BC 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律。 【解析】ABC、這段時(shí)間內(nèi)線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為，根據(jù)平衡條件有： ，聯(lián)立兩式解得：，故B正確； 的時(shí)間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，知邊剛進(jìn)磁場(chǎng)，邊也剛進(jìn)磁場(chǎng)．設(shè)磁場(chǎng)的寬度為，線圈下降的位移為，則有：，， 代入解得： 所以線圈的長(zhǎng)度為：，故C正確； 在時(shí)間內(nèi)，cd邊從運(yùn)動(dòng)到，通過(guò)線圈的電荷量為： ，故A錯(cuò)誤； D、時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得： ，故D錯(cuò)誤。 故選：BC 14.【答案】AD 【命題立意】考查電磁感應(yīng)的圖象 【解析】由于ab邊向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則可以判斷出，線框在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，其感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd，沿逆時(shí)針?lè)较?，故在圖像中，0～L的這段距離內(nèi)，電流是正的；線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，穿過(guò)線框的磁通量沒(méi)有變化，故其感應(yīng)電流為0；當(dāng)線框的ab邊從磁場(chǎng)的下邊出來(lái)時(shí)，由于其速度要比ab邊剛?cè)氪艌?chǎng)時(shí)的速度大，剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流要比出磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流I0小，感應(yīng)電流的方向與ab邊剛?cè)氪艌?chǎng)時(shí)相反,綜上所述A正確，B錯(cuò)誤；由于ab邊穿出磁場(chǎng)時(shí)其速度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，且其電流與線框的速度成正比，即線框受到的安培力與線框的速度也成正比，電流逐漸增大，安培力也逐漸增大，感應(yīng)電流小于I0因此安培力小于mg，根據(jù)右手定則知安培力方向向上,，L～2L段，線框內(nèi)感應(yīng)電流為0，所以安培力為0，2L～3L線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故受平衡力，即安培力重等于力，方向向上。故C錯(cuò)誤，D正確。 15.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 【解析】A、cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，對(duì)cd棒受力【分析】：，可知導(dǎo)體棒先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故不是速度的最大值，故A錯(cuò)誤； B、初始時(shí)刻時(shí)，棒的速度為，由，再由=，F(xiàn)=BIL=，故B錯(cuò)誤； C、cd邊第一次到達(dá)最下端的時(shí)刻，由能量守恒定律可知，導(dǎo)體棒的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱及彈簧的彈性勢(shì)能，即：，所以：，故彈簧彈性勢(shì)能大于，故C正確； D、在cd邊反復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可知最后棒靜止在初始位置的下方，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，由得：，由能量守恒定律可知，導(dǎo)體棒的動(dòng)能和減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱及彈簧的彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能，減少的重力勢(shì)能為：mgh=，因重力勢(shì)能大于彈性勢(shì)能，根據(jù)，可知熱量應(yīng)大于，故D錯(cuò)誤。 故選：C 16.【答案】C 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、焦耳定律。 【解析】A、當(dāng)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，由平衡條件得：，得最大速度為，故A錯(cuò)誤； B、當(dāng)桿的速度達(dá)到最大時(shí)，桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：，a、b兩端的電壓為：，故B錯(cuò)誤； C、根據(jù)功能關(guān)系知，安倍力做功的絕對(duì)值等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱，故C正確； D、根據(jù)動(dòng)能定理知，恒力F做的功、摩擦力做的功與安培力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量，故D錯(cuò)誤。 故選：C 17.【答案】（1）q=0.25C R=0.80Ω （2）F=2+0.8t（N） （3）Q=0.1J 【命題立意】本題旨在考察電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題 【解析】（1）根據(jù)題圖（2）知，在t=0.5s時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬框的平均電流=0.50A，于是通過(guò)金屬框的電量q，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，平均電流，通過(guò)金屬框的電量q=，得q=，求得電阻R． （2）由圖（2）知金屬框中感應(yīng)電流線性增大，說(shuō)明金屬框運(yùn)動(dòng)速度線性增加，即金屬框被勻加速拉出磁場(chǎng)，由L=得加速度a，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的拉力大小關(guān)系式； （3）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求末速度，由能量守恒知，此過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的焦耳熱． （1）根據(jù)題圖（2）知，在t=0.5s時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬框的平均電流=0.50A，于是通過(guò)金屬框的電量q==0.25C； 由平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，平均電流，通過(guò)金屬框的電量q=，得q=，于是金屬框的電阻 R==0.80Ω （2）由圖（2）知金屬框中感應(yīng)電流線性增大，說(shuō)明金屬框運(yùn)動(dòng)速度線性增加，即金屬框被勻加速拉出磁場(chǎng)．又知金屬框在t=0.5s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離L=0.5m，由L=得加速度a==4m/s2 由圖（2）知金屬框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律為i=kt，其中比例系數(shù)k=2.0A/s．于是安培力fA隨時(shí)間t變化規(guī)律為fA=BiL=kBLt． 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F﹣fA=ma，所以水平拉力F=fA+ma=ma+kBLt 代入數(shù)據(jù)得水平拉力隨時(shí)間變化規(guī)律為 F=2+0.8t（N）． （3）．根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況知金屬框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度 v==2m/s 由能量守恒知，此過(guò)程中金屬框產(chǎn)生的焦耳熱 Q=WF﹣=0.1J 18.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用； 電功、電功率。 【解析】(1)當(dāng)時(shí)，金屬棒速度達(dá)到穩(wěn)定，設(shè)穩(wěn)定時(shí)速度為 由： 解得： (2)設(shè)電壓表的讀數(shù)為，則有： 根據(jù)歐姆定律得： 解得： （3）設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為，，根據(jù)焦耳定律得知 有： 由功能關(guān)系得： 可得 答：（1）若施加的水平恒力，金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為； （2）若施加的水平外力功率恒定，棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為； （3）此過(guò)程中燈泡產(chǎn)生的熱量是。 19.【答案】(1) ；(2) ；(3) 【命題立意】本題旨在考查動(dòng)能定理的應(yīng)用、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 【解析】(1)由表格中數(shù)據(jù)可知：金屬棒先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以的速度勻速下落 則時(shí)，重力對(duì)金屬棒ab做功的功率為： 解得： (2)根據(jù)動(dòng)能定理： (3)當(dāng)金屬棒ab勻速下落時(shí)，，則： 解得： 則電荷量： 答：(1)當(dāng)時(shí)，重力對(duì)金屬棒ab做功的功率為； (2)金屬棒ab在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的內(nèi)，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為； (3)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬棒ab的電荷量為。 20.【答案】（1）、；（2） ；（3）、 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系、閉合電路的歐姆定律。 【解析】（1）根據(jù)功能關(guān)系得： (2)(3)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為，總電阻為 b中的電流： 由以上各式解得： 同理，a棒： 由以上各式得： 又：，， ， 聯(lián)立解得：， 解得導(dǎo)體棒a從圖中M處到進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間為： 答：（1）在整個(gè)過(guò)程中，a、b兩棒分別克服安培力所做的功為和； （2）導(dǎo)體棒a從圖中M處到進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間為 ； （3）M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度為和。 21.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】本題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、功的計(jì)算、安培力。 【解析】（1）設(shè)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為，線框質(zhì)量為、電阻為，，則 則： 剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有： 解得： 設(shè)DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為，線框切割磁感應(yīng)線的有效長(zhǎng)度為， 線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有： 解得： 所以： （2）CD剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，線框切割磁感應(yīng)線的有效長(zhǎng)度為， 有牛頓第二定律： 解得： （3）從線框開(kāi)始下落到CD邊進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間，根據(jù)能量守恒定律得： 機(jī)械能損失： 重力做功： 所以，線框的機(jī)械能損失和重力做功之比 答：（1）在DC邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度與AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度比是； （2）DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框加速度的大小為； （3）從線框開(kāi)始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的機(jī)械能損失和重力做功之比為。 22.【答案】1）當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，流經(jīng)電阻R的電流大小為，流經(jīng)R的電流方向?yàn)閍→R→b． （2）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量為． （3）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為． 【命題立意】本題旨在考察電磁感應(yīng)和電路結(jié)合 【解析】（1）金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向所受合力為0，由此條件列式求解流經(jīng)電阻R的電流大小，由右手定則判斷電流方向． （2）金屬棒下滑過(guò)程中，回路的磁通量增加，先求出磁通量的增加量，再由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求電量． （3）先由牛頓第二定律求出金屬棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度，再根據(jù)能量守恒定律求電阻R上產(chǎn)生的熱量． （1）金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向所受合力為0，則有： mgcosθ=BIL 解得：I=，流經(jīng)R的電流方向?yàn)閍→R→b． （2）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中，穿過(guò)回路的磁通量變化量為： △Φ=BS=B?L? 平均電動(dòng)勢(shì)為：，平均電流為： 則流經(jīng)電阻R的電量：q= （3）在軌道最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：N﹣mg=m 據(jù)題有：N=1.5mg 由能量轉(zhuǎn)化和守恒得：Q=mgr﹣=mgr 電阻R上發(fā)熱量為：QR=Q 23.【答案】（1）；（2）；（3） 【命題立意】該題考查電磁感應(yīng)中的滑軌問(wèn)題 【解析】（1）棒ab達(dá)到最大速度時(shí)，對(duì)棒cd有 由閉合電路歐姆定律知 棒ab切割磁感線 代入數(shù)據(jù)解得 （2）ab棒由靜止到最大速度過(guò)程中 根據(jù)棒ab達(dá)到最大速度時(shí)可知 代入數(shù)據(jù)解得 （3）對(duì)棒ab，由動(dòng)量定理有 代入數(shù)據(jù)解得 24.【答案】（1）；（2）；（3）。 【命題立意】本題旨在考查法拉第電磁感應(yīng)定律、焦耳定律。 【解析】⑴由法拉第電磁感應(yīng)定律： 得： ⑵小燈泡正常發(fā)光，有： mg f N F安 由閉合電路歐姆定律，有： 即有： 代入數(shù)據(jù)解得： ⑶對(duì)線框bc邊處于磁場(chǎng)中的部分受力分析如圖， 當(dāng)線框恰好要運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B， 由力的平衡條件有： 由上解得線框剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小： 線框在斜面上可保持靜止的時(shí)間： 小燈泡產(chǎn)生的熱量： 答：（1）線框不動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； （2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻； （3）線框保持不動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量為。