6、A3的亮度相同。下列說(shuō)法正確的是( )
A．圖甲中，A1與L1的電阻值相同
B．圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流
C．圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同
D．圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等
7．如圖，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連．質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)。整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)。現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊
7、，用h表示物塊下落的高度（物塊不會(huì)觸地），g表示重力加速度，其他電阻不計(jì)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．電阻R中的感應(yīng)電流方向由a到c
B．物體下落的最大加速度為0.5g
C．若h足夠大，物體下落的最大速度為
D．通過電阻R的電量為
8．如圖所示，寬為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌由光滑的傾斜部分和足夠長(zhǎng)的粗糙水平部分平滑連接，右端接阻值為R的電阻c，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有豎直向上、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細(xì)金屬棒a和b，由靜止先后釋放，a離開磁場(chǎng)時(shí)b恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，a在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的總距離為s。a、b質(zhì)量均為m，電阻均為R，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，與導(dǎo)軌始終垂直
8、且接觸良好。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中( )
A．a(chǎn)棒中的電流方向不變
B．a(chǎn)棒兩端的最大電壓為
C．電阻c消耗的電功率一直減小
D．電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為
9．如圖所示，將若干匝線圈固定在光滑絕緣桿上，另一個(gè)金屬環(huán)套在桿上且與線圈共軸．當(dāng)開關(guān)閉合瞬間，線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，金屬環(huán)就可被加速?gòu)椛涑鋈ァ，F(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置處先后放置形狀、大小相同的銅環(huán)和鋁環(huán)(兩環(huán)分別用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成)，且鋁的電阻率大于銅的電阻率，閉合開關(guān)S的瞬間，下列描述正確的是( )
A．從左側(cè)看，環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向
B．線圈沿軸向有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)
C．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)
9、受到的安培力
D．若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，不會(huì)影響其向左彈射
10．某探究性學(xué)習(xí)小組研制了一種發(fā)電裝置如圖甲所示，圖乙為其俯視圖。將8塊外形相同的磁鐵交錯(cuò)放置組合成一個(gè)高h(yuǎn)＝0.5 m、半徑r＝0.2 m的圓柱體，其可繞固定軸OO′逆時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝100 rad/s。設(shè)圓柱外側(cè)附近每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝0.2 T、方向都垂直于圓柱體側(cè)表面。緊靠圓柱體外側(cè)固定一根長(zhǎng)度與圓柱體高相等、電阻為R1＝0.5 Ω的細(xì)金屬桿ab，桿ab與軸OO′平行。圖丙中阻值R＝1.5 Ω的電阻與理想電流表A串聯(lián)后接在桿ab兩端。下列說(shuō)法正確的是( )
A．電流表A的示數(shù)為1 A
B．桿
10、ab產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值約為2.83 V
C．電阻R消耗的電功率為2 W
D．在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時(shí)間內(nèi)，流過電流表A的總電荷量為零
11．如圖所示，在邊長(zhǎng)為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為a的單匝正方形導(dǎo)線框EFGH正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，導(dǎo)線框的電阻為R?，F(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這時(shí)間內(nèi)( )
A．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镋→F→G→H→E
B．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于
C．平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于
D．通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為
12．(2019?全國(guó)II卷)如
11、圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直，在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零，從PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，到MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹?，流過PQ的電流隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是( )
13．(2019?全國(guó)I卷)空間存在一方向與直面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖（a）中虛線MN所示，一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t＝
12、0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，則在t＝0到t＝t1的時(shí)間間隔內(nèi)( )
A．圓環(huán)所受安培力的方向始終不變
B．圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向
C．圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為
D．圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為
二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14．(10分)如圖所示，兩根半徑r為1 m的圓弧軌道間距L也為1 m，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
13、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，且B＝0.5 T。將一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量m為0.2 kg、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位置時(shí)，金屬棒與軌道圓心的連線和水平面夾角θ為60°，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3 N。g取10 m/s2。
(1)當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，求流經(jīng)電阻R的電流大小和方向；
(2)金屬棒滑到軌道底端ef的整個(gè)過程中，流經(jīng)電阻R的電荷量為0.1π，則整個(gè)回路中的總電阻為多少？
15．(10分)兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向
14、成θ＝37°的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距為L(zhǎng)＝0.3 m，在斜面加有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌兩端各接一個(gè)阻值為R0＝2 Ω的電阻，一質(zhì)量為m＝1 kg，電阻為r＝2 Ω的金屬棒橫跨在平行軌道間。棒與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，金屬棒以平行于軌道向上的初速度為v0＝10 m/s上滑直至上升到最高點(diǎn)過程中，通過上端電阻電量為Δq＝0.1 C，求：
(1)上升過程中棒發(fā)生的位移；
(2)上端電阻R0產(chǎn)生的焦耳熱。
16．(12分)如圖甲所示，在水平面上固定寬為L(zhǎng)＝1 m、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端接有R＝0.5 Ω的定值電阻
15、，在垂直導(dǎo)軌且距導(dǎo)軌左端d＝2.5 m處有阻值r＝0.5 Ω、質(zhì)量m＝2 kg的光滑導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)。磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。第1 s內(nèi)導(dǎo)體棒在拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。1 s后，拉力F保持與第1 s末相同，導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，拉力F做功為W＝11.25 J。求：
(1)第1 s末感應(yīng)電流的大小；
(2)第1 s末拉力的大小及方向；
(3)1 s后導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
17．(16分)如圖所示傾角為θ＝30°的平行金
16、屬軌道固定在水平面上，導(dǎo)軌的頂端接有定值電阻R，長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度相等的導(dǎo)體棒AB垂直于導(dǎo)軌放置，且保持與導(dǎo)軌有良好的接觸。圖中虛線1和2之間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上的初速度，使導(dǎo)體棒穿過磁場(chǎng)區(qū)域后能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)到最高位置虛線3，然后沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)到底端。已知導(dǎo)體棒向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線1和2時(shí)的速度大小之比為2∶1，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)由虛線2到1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，虛線2、3之間的距離為虛線1、2之間距離的2倍，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒所受的摩擦阻力恒為導(dǎo)體棒重力的，除定值電阻外其余部分電阻均可忽略，求：
(1)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線2的速度v1與沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線2的
17、速度v2的比值；
(2)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)剛經(jīng)過虛線1和剛到達(dá)虛線2時(shí)的加速度大小之比；
(3)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場(chǎng)與沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場(chǎng)的過程中，定值電阻R上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2。
3
單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷
第十一單元 答 案
一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～13題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)
1．【答案】B
【解析】金屬探測(cè)器和安檢門都利用了渦流；用來(lái)冶煉合金鋼的
18、真空冶煉爐利用爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化；變壓器的鐵芯用互相絕緣的硅鋼片疊壓而成，是為了減小渦流，故B正確。
2．【答案】D
【解析】磁鐵靠近回路，回路磁通量增大，根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體棒阻礙磁通量增加，所以面積會(huì)減小，所以P、Q相互靠近，導(dǎo)體棒在安培力作用下運(yùn)動(dòng)，所以安培力沿水平方向，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒有：，解得：，C錯(cuò)誤；相互靠近過程中，回路磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，磁通量增大，D正確。
3．【答案】D
【解析】如果是恒定直流電源，則線圈P中不可能有感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線圈中沒有感應(yīng)電流，說(shuō)明磁通量的變化率為零，即穿進(jìn)與穿出的磁通量抵消，線圈P在直線AC上的不同位置保
19、持靜止(線圈平面與地面平行)，線圈中沒有感應(yīng)電流，說(shuō)明金屬管線沿AC走向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面與射線BD成45°角時(shí)，線圈中感應(yīng)電流消失，由幾何關(guān)系知，金屬管線的埋覆深度為L(zhǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈P在D處，如果它與地面夾角為45°(與題中所述線圈平面與射線BD成45°角的情況下的平面垂直)時(shí)，線圈就與磁感線垂直，穿過P的磁通量最大，P中的感應(yīng)電流就最大，選項(xiàng)D正確。
4．【答案】C
【解析】設(shè)導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，則導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Br2ω，電流I＝，回路中的電功率P＝EI，設(shè)維持導(dǎo)體桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的外力為F，則有P＝F，v＝rω，聯(lián)立解得F＝Br，ω＝，選項(xiàng)C正確，選
20、項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。
5．【答案】B
【解析】設(shè)線圈電阻為R，完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為vx.線圈在穿過磁場(chǎng)的過程中所受的合外力為安培力。對(duì)于線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，根據(jù)動(dòng)量定理可得－FΔt＝－Ba＝－Ba＝mvx－mv0，對(duì)于線圈穿出磁場(chǎng)的過程，據(jù)動(dòng)量定理可得－F′Δt′＝－Ba＝－Ba＝mv－mvx，聯(lián)立可得vx＝，選項(xiàng)B正確。
6．【答案】C
【解析】圖甲中，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，所以斷開開關(guān)S1之前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，流經(jīng)L1的電流大于流經(jīng)A1的電流，L1的電阻值小于A1的阻值，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙中，閉合開關(guān)S2，最終完全相同的燈A2與A3的亮度相同，即最終A2與A3的電
21、流相同，所以變阻器R與L2的電阻值相同，C選項(xiàng)正確；閉合S2瞬間，L2對(duì)電流有阻礙作用，L2中電流小于變阻器R中電流，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
7．【答案】A
【解析】從靜止開始釋放物塊，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a，故A錯(cuò)誤；設(shè)導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律得：物塊的加速度，當(dāng)F＝0，即剛釋放導(dǎo)體棒時(shí)，a最大，最大值為，故B正確；物塊和滑桿先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度最大，則有mg＝F，而F＝BIl，，解得物體下落的最大速度為，故C正確；通過電阻R的電量，故D正確。
8．【答案】D
【解析】當(dāng)a棒進(jìn)入磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，
22、由右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓?dāng)a棒離開磁場(chǎng)時(shí)b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，同理可判斷通過a棒的電流方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮释ㄟ^a棒的電流方向會(huì)發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；a棒從斜面靜止釋放過程中有：，解得進(jìn)入水平軌道的速度大小為，a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后受到安培力和摩擦力的作用做減速運(yùn)動(dòng)，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度最大，最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，此時(shí)a棒作為等效電源，b棒與電阻c并聯(lián)，并聯(lián)電阻大小為，則總電阻為，故a棒兩端的最大電壓為，故B錯(cuò)誤；a棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知，電流逐漸減小，故電阻c消耗的電功率由逐漸減小；當(dāng)a棒離開磁場(chǎng)時(shí)b棒剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，此時(shí)b棒的速度與a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相等，則電阻c消耗的電功率仍
23、由逐漸減小，故電阻c消耗的電功率并非一直減小，故C錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，整個(gè)過程中產(chǎn)生的總熱量為，且，其中，則電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為，故D正確。
9．【答案】AC
【解析】線圈中通電瞬間，由安培定則可知，磁場(chǎng)方向向左，通過金屬環(huán)的磁通量增加，從左側(cè)看，環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，A正確；同向電流相互吸引，故線圈有收縮的趨勢(shì)，B錯(cuò)誤；因銅環(huán)的電阻小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流大，受到的安培力大，C正確；若金屬環(huán)出現(xiàn)斷裂，就不能構(gòu)成閉合回路，環(huán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但無(wú)感應(yīng)電流，不受安培力作用，是不會(huì)被向左彈出的，D錯(cuò)誤。
10．【答案】AD
【解析】桿ab切割磁感線產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em＝Bhv，
24、又v＝ωr，解得Em＝2 V；因?yàn)锽的大小及v的大小均不變，所以最大電動(dòng)勢(shì)的大小不變，且電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝Em＝2 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表A的示數(shù)為I＝＝ A＝1 A，選項(xiàng)A正確；PR＝I2R＝12×1.5 W＝1.5 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時(shí)間內(nèi)，流過電流表A的平均電流為零，即流過電表A的總電荷量為零，選項(xiàng)D正確。
11．【答案】BD
【解析】由于虛線位置是經(jīng)過到達(dá)的，若線框順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過線框的磁通量是變小的，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，根?jù)安培定則，我們可以判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篍→H→G→F→E，故A
25、錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝＝，OC＝a，OA＝a，AB＝AC；根據(jù)幾何關(guān)系找出有磁場(chǎng)穿過面積的變化ΔS＝(3－2)a2，解得：E＝，故B正確，C錯(cuò)誤；通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量q＝t＝t＝·＝，故D正確。
12．【答案】AD
【解析】由于PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為零，若PQ出磁場(chǎng)時(shí)MN仍然沒有進(jìn)入磁場(chǎng)，則PQ出磁場(chǎng)后至MN進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間，由于磁通量φ不變，無(wú)感應(yīng)電流。由于PQ、MN同一位置釋放，故MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，所以電流大小也應(yīng)該相同，A正確、B錯(cuò)誤；若PQ出磁場(chǎng)前MN已經(jīng)進(jìn)入磁場(chǎng)，由于磁通量φ不變，PQ、MN均加速運(yùn)動(dòng)，PQ出磁場(chǎng)后，MN由
26、于加速故電流比PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流大，故C正確、D錯(cuò)誤。
13．【答案】BC
【解析】根據(jù)B－t圖象，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向一直為順時(shí)針，但在t0時(shí)刻，磁場(chǎng)的方向發(fā)生變化，故安培力方向FA的方向在t0時(shí)刻發(fā)生變化，則A錯(cuò)誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得：，又根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：，又根據(jù)電阻定律得：，聯(lián)立得：，則C正確，D錯(cuò)誤。
二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14．【解析】(1)金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向
27、上所受合力為0，則有
mgcosθ＝BIL (2分)
解得I＝＝2 A，流經(jīng)R的電流方向?yàn)閍→R→b。(3分)
(2)金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過程中，穿過回路的磁通量變化量為
ΔΦ＝BS＝B·L·＝ (1分)
平均電動(dòng)勢(shì)為＝ (1分)
平均電流為＝ (1分)
則流經(jīng)電阻R的電荷量q＝Δt＝＝＝0.1π (1分)
解得整個(gè)回路中的總電阻為R＋R0＝2.5 Ω。 (1分)
15．【解析】(1)金屬棒上升到最高點(diǎn)的過程中，通過上端電阻的電量Δq＝0.1 C，即金屬棒中通過的電量為2Δq，
設(shè)金屬棒中的平均電流為：＝＝＝ (2分)
通過金屬棒的電量為：Δt＝2Δq (2
28、分)
聯(lián)立解得：Δsmax＝2 m。 (2分)
(2)上端電阻與下端電阻相等，并聯(lián)后電阻為1 Ω，再與金屬棒的電阻r＝2 Ω串聯(lián)，外電路產(chǎn)生的焦耳熱為全電路焦耳熱的，上端電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q又為外電路焦耳熱的，設(shè)全電路產(chǎn)生的焦耳熱為6Q。由能量守恒可知：
mg(sinθ＋μcosθ)smax＋6Q＝mv (2分)
解得：Q＝5 J。 (2分)
16．【解析】(1)0～1 s內(nèi)，由圖象得：＝0.8 T/s (1分)
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝＝2 V (1分)
回路電流：I＝＝2 A。 (1分)
(2)F安＝BIL＝1.6 N (1分)
根據(jù)受力平衡，拉力F＝1.6
29、N，方向：水平向右 (2分)
(3)1 s后導(dǎo)體棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大，B＝0.8 T，則由電磁感應(yīng)定律：
E′＝BLv(1分)
最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：F＝BIL (1分)
代入數(shù)據(jù)得：I＝2 A
I＝ (1分)
代入數(shù)據(jù)得：v＝2.5 m/s
根據(jù)能量守恒定律：W＝mv2＋Qr＋QR (1分)
代入數(shù)據(jù)得：Qr＋QR＝5 J，＝＝1 (1分)
聯(lián)立解得：QR＝2.5 J。(1分)
17．【解析】(1)設(shè)虛線2、3之間的距離為x，導(dǎo)體棒由虛線2運(yùn)動(dòng)到虛線3的過程中，導(dǎo)體棒由虛線2運(yùn)動(dòng)到虛線3的過程中加速度大小為a1、導(dǎo)體棒由虛線3運(yùn)動(dòng)到虛線2的過程中加
30、速度大小為a2，則由牛頓第二定律得：(1分)
(1分)
解得：，
由，可得： (1分)
由，可得 (1分)
因此v1∶v2＝∶1 (1分)
(2)設(shè)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過虛線1時(shí)的速度為v0，加速度大小為a3，則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝BLv0
由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流
此時(shí)導(dǎo)體棒所受安培力大小為F1＝BI1L＝，方向沿導(dǎo)軌向下 (1分)
由牛頓第二定律得： (1分)
由題意可知導(dǎo)體棒由虛線3剛回到虛線2時(shí)速度大小為v2，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝BLv2
回路中的電流
此時(shí)導(dǎo)體棒所受安培力的大小為F2＝BI2L＝，方向沿導(dǎo)軌向上 (1分)
由力的平衡條件可得：
又因?yàn)関1∶v2＝∶1，v0∶v1＝2∶1
聯(lián)立解得： (1分)
設(shè)導(dǎo)體棒剛好到達(dá)虛線2時(shí)的加速度為a4，根據(jù)牛頓第二定律則有：
解得： (1分)
所以 (1分)
(3)設(shè)虛線1和虛線2之間的距離為d，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上穿過此區(qū)域時(shí)，由功能關(guān)系可知：
(1分)
導(dǎo)體棒由虛線2運(yùn)動(dòng)到虛線3的過程中，由功能關(guān)系可得：
(1分)
解得： (1分)
導(dǎo)體棒由虛線2運(yùn)動(dòng)到虛線1的過程中，由功能關(guān)系可得：
Q2＝W2＝F2d＝ (1分)
所以：Q1∶Q2＝10∶1。(1分)
3
備考2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第十一單元 電磁感應(yīng)B卷
