專題十二　電磁感應(yīng)（2022物理）新高考版試卷-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

專題十二電磁感應(yīng)考點(diǎn)1　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律高考幫·揭秘?zé)狳c(diǎn)考向[2020全國Ⅲ,14,6分]如圖,水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈,右邊套有一金屬圓環(huán).圓環(huán)初始時(shí)靜止.將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài),電路接通的瞬間,可觀察到????????????? (　　)A.撥至M端或N端,圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)B.撥至M端或N端,圓環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C.撥至M端時(shí)圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向右運(yùn)動(dòng)D.撥至M端時(shí)圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng),撥至N端時(shí)向左運(yùn)動(dòng)拓展變式1.[2016上海,19,4分,多選]如圖甲所示,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng),以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí) (　　)A.在t1~t2時(shí)間內(nèi),L有收縮趨勢(shì)B.在t2~t3時(shí)間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢(shì)C.在t2~t3時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.在t3~t4時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流2.如圖所示電路中,要使電流計(jì)G中的電流方向如圖所示,則導(dǎo)軌上的金屬棒AB的運(yùn)動(dòng)情況是 (　　)A.向左勻速移動(dòng)　　　　B.向左加速移動(dòng)C.向右減速移動(dòng)　　　　D.向右加速移動(dòng)考點(diǎn)2　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感高考幫·揭秘?zé)狳c(diǎn)考向1.[2020全國Ⅰ,21,6分,多選]如圖,U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺(tái)上,ab和dc邊平行,和bc邊垂直.ab、dc足夠長(zhǎng),整個(gè)金屬框電阻可忽略.一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上,用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框,運(yùn)動(dòng)過程中,裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,MN與金屬框保持良好接觸,且與bc邊保持平行.經(jīng)過一段時(shí)間后????????????? (　　)A.金屬框的速度大小趨于恒定值　　　　　　　B.金屬框的加速度大小趨于恒定值C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值 D.導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值2.[2018全國Ⅱ,18,6分]如圖,在同一水平面內(nèi)有兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠?/span>l,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下.一邊長(zhǎng)為l的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng).線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是????????????? (　　)拓展變式1.圖(a)　　　圖(b)[2018全國Ⅲ,20,6分,多選]如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè).導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向.導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)????????????? (　　)A.在t=時(shí)為零B.在t=時(shí)改變方向C.在t=時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向D.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向2.[2015福建,18,6分]如圖,由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中.一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng),滑動(dòng)過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計(jì)摩擦.在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中????????????? (　　)A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大3.[2015廣東,35,18分]如圖(a)所示,平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置,間距L=0.4 m.導(dǎo)軌右端接有阻值R=1 Ω的電阻.導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,且接觸良好.導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),bd連線與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度也為L.從0時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化,規(guī)律如圖(b)所示;同一時(shí)刻,棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動(dòng),1 s 后剛好進(jìn)入磁場(chǎng).若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運(yùn)動(dòng),求:(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前,回路中的電動(dòng)勢(shì)E;(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力F,以及棒通過三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式.4.如圖所示,燈泡A、B與定值電阻的阻值均為R,L是帶鐵芯的理想線圈,電源的內(nèi)阻不計(jì).開關(guān)S1、S2均閉合,電路達(dá)到穩(wěn)定.已知電路中的各種元件均在安全范圍之內(nèi).下列判斷正確的是????????????? (　　)A.燈泡A中有電流通過,方向?yàn)?/span>a→bB.將S1斷開的瞬間,燈泡A、B同時(shí)熄滅C.將S1斷開的瞬間,通過燈泡A的電流要比原來通過燈泡B的電流大D.將S2斷開,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),燈泡A、B的亮度相同5.[2019全國Ⅱ,21,6分,多選]如圖,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)間變化的圖像可能正確的是????????????? (　　)　　A　　　　　　B　　　　 C　　　　　D考點(diǎn)3　電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用高考幫·揭秘?zé)狳c(diǎn)考向[2019天津,11,18分]如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好.MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng),磁通量變化率為常量k.圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)、電阻忽略不計(jì).(1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;(2)斷開S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W.拓展變式1.[2018江蘇,9,4分,多選]如圖所示,豎直放置的“”形光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放,進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R,與導(dǎo)軌接觸良好,其余電阻不計(jì),重力加速度為g.金屬桿????????????? (　　)A.剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)加速度方向豎直向下B.穿過磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.穿過兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgdD.釋放時(shí)距磁場(chǎng)Ⅰ上邊界的高度h可能小于2.[2019北京,22,16分]如圖所示,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長(zhǎng)為L,總電阻為R,ad邊與磁場(chǎng)邊界平行.從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng),求:(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E;(2)拉力做功的功率P;(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q.3.[2016全國Ⅱ,24,12分]如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上.t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng).t0時(shí)刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng).桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.重力加速度大小為g.求:(1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小;(2)電阻的阻值.4.如圖所示,在固定的光滑等高的水平金屬軌道ABCD、EFGH間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),左側(cè)寬軌道間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3B0,右側(cè)窄軌道間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,磁場(chǎng)方向均豎直向上.AB與EF間距為2L,CD與GH間距為L,金屬棒ab、cd質(zhì)量分別為2m、m,接入電路的電阻分別為2R、R,軌道電阻不計(jì).最初兩棒均靜止,若給棒ab一初速度v0使其沿軌道向右運(yùn)動(dòng),棒ab只在軌道AB與EF上運(yùn)動(dòng),軌道足夠長(zhǎng).求:(1)棒ab、cd的最終速度大小;(2)整個(gè)過程中通過棒ab的電荷量;(3)整個(gè)過程中棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱.答案專題十二電磁感應(yīng)考點(diǎn)1　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律B　將開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至M端或N端,都會(huì)使線圈中的電流突然增大,穿過右邊圓環(huán)的磁通量突然增大,由楞次定律可知,圓環(huán)都會(huì)向右運(yùn)動(dòng)以阻礙磁通量的增大,選項(xiàng)B正確,A、C、D均錯(cuò)誤.1.AD　根據(jù)題意可知,在t1~t2時(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,又B-t圖線的斜率增大,則導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向、增大的電流,該電流激發(fā)出逐漸增強(qiáng)的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)通過圓環(huán),在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可以判定圓環(huán)有收縮趨勢(shì),故A項(xiàng)正確;在t2~t3時(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)均勻變化,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流,該電流激發(fā)出穩(wěn)定的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)通過圓環(huán)時(shí),圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;在t3~t4時(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)向下減小,且B-t圖線斜率也減小,則導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向、減小的電流,該電流激發(fā)出垂直紙面向里且逐漸減弱的磁場(chǎng),故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,D項(xiàng)正確.2.D　金屬棒AB若勻速移動(dòng),其產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),在右邊的回路中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電流,則右邊線圈中產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),在左邊線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;金屬棒AB向左加速移動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可知,其產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?/span>A→B,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大,感應(yīng)電流增大,右側(cè)線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)向右且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律分析得知,電流計(jì)G中的電流方向與題圖所示方向相反,故B錯(cuò)誤;金屬棒AB向右減速移動(dòng)時(shí),根據(jù)右手定則可知,其產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?/span>B→A,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小,感應(yīng)電流減小,右側(cè)線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)向左且減弱,根據(jù)楞次定律分析得知,電流計(jì)G中的電流方向與題圖所示方向相反;同理判斷,當(dāng)向右加速移動(dòng)時(shí),電流計(jì)G中的電流方向如題圖所示,故C錯(cuò)誤,D正確.考點(diǎn)2　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感1.BC　用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框,bc邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),回路中有感應(yīng)電流i,bc邊受到水平向左的安培力作用,設(shè)金屬框的質(zhì)量為m',加速度為a1,由牛頓第二定律有F-BiL=m'a1;導(dǎo)體棒MN受到向右的安培力,向右做加速運(yùn)動(dòng),設(shè)導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,加速度為a2,由牛頓第二定律有BiL=ma2.設(shè)金屬框bc邊的速度為v時(shí),導(dǎo)體棒的速度為v',則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BL(v-v'),由閉合電路歐姆定律i==,F安=BiL,可得金屬框bc邊所受安培力和導(dǎo)體棒MN所受的安培力均為F安=,二者加速度之差Δa=a1-a2=-=-F安(+),隨著所受安培力的增大,二者加速度之差Δa減小,當(dāng)Δa減小到零時(shí),=·(+),之后金屬框和導(dǎo)體棒的速度之差Δv=v-v'=,保持不變.由此可知,金屬框的速度逐漸增大,金屬框所受安培力趨于恒定值,金屬框的加速度大小趨于恒定值,導(dǎo)體棒所受的安培力F安=趨于恒定值,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、C正確;導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離x=,隨時(shí)間的增大而增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.D　設(shè)線框運(yùn)動(dòng)的速度為v,則線框向左做勻速運(yùn)動(dòng),并在第一個(gè)的時(shí)間內(nèi)切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=2Bdv(d為導(dǎo)軌間距),電流i=,回路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向;第二個(gè)的時(shí)間內(nèi),線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零,電流為零;第三個(gè)的時(shí)間內(nèi),線框切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=2Bdv,電流i=,回路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,所以D正確.1.AC　因通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正比于電流的大小,故導(dǎo)線框R中磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的變化關(guān)系類似于題圖(b),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率,即題圖(b)中的切線斜率,斜率的正負(fù)反映電動(dòng)勢(shì)的方向,斜率的絕對(duì)值反映電動(dòng)勢(shì)的大小.由題圖(b)可知,電流為零時(shí),電動(dòng)勢(shì)最大,電流最大時(shí),電動(dòng)勢(shì)為零,A正確,B錯(cuò)誤.由楞次定律可判斷在同一個(gè)周期內(nèi),~內(nèi)電動(dòng)勢(shì)的方向沿順時(shí)針,時(shí)刻最大,其余時(shí)間段電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針方向,C正確,D錯(cuò)誤.2.C　導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLv,題圖的等效電路圖如圖所示,總電阻為R總=R+=R+,在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中,總電阻先增大后減小,總電流先減小后增大,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;PQ兩端電壓為路端電壓U=E-IR,U先增大后減小,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤;拉力的功率等于克服安培力做功的功率,有P安=IE,先減小后增大,所以C項(xiàng)正確;外電路電阻的最大值為R(當(dāng)R1=R2=R時(shí)),由此可知外電路電阻始終小于內(nèi)電路電阻,根據(jù)閉合電路輸出功率與外電阻的關(guān)系,線框消耗的功率先增大后減小,故D錯(cuò)誤.3.(1)0.04 V　(2)0.04 N　i=(t-1) A(1.0 s≤t≤1.2 s)解析:(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前,回路中磁場(chǎng)均勻變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=S=×(×0.4)2 V=0.04 V.(2)棒進(jìn)入磁場(chǎng)后磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,棒切割磁感線,產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),當(dāng)棒與bd重合時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大,為E'=B'Lv=0.5×0.4×1 V=0.2 V此時(shí)棒受到的安培力最大,則F=B'L=0.04 N棒通過三角形abd區(qū)域所用時(shí)間t'==0.2 s在通過三角形abd區(qū)域的過程中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Et=B'[2v(t-1)]v (V)可得電流i==(t-1) A(1.0 s≤t≤1.2 s).4.C　開關(guān)S1、S2均閉合且電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),線圈L把燈泡A短路,燈泡A中沒有電流通過,A錯(cuò)誤.將S1斷開的瞬間,燈泡A閃亮一下再熄滅,B錯(cuò)誤.流過L的電流等于通過燈泡B和定值電阻的電流之和,所以將S1斷開的瞬間,通過燈泡A的電流要比原來通過燈泡B的電流大,C正確.將S2斷開,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),燈泡A所在支路電阻大,電流小,所以亮度要比燈泡B暗,D錯(cuò)誤.5.AD　根據(jù)題述,PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為零,兩導(dǎo)體棒從同一位置釋放,則兩導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度相同,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等,若釋放兩導(dǎo)體棒的時(shí)間間隔足夠長(zhǎng),在PQ通過磁場(chǎng)區(qū)域一段時(shí)間后MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知流過PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能是A;由于兩導(dǎo)體棒從同一位置釋放,兩導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等,MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不可能小于I1,B錯(cuò)誤;若釋放兩導(dǎo)體棒的時(shí)間間隔較短,在PQ沒有出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)MN就進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,則兩棒在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的磁通量不變,兩棒不受安培力作用,二者在磁場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng),PQ出磁場(chǎng)后,MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,且感應(yīng)電流一定大于I1,受到安培力作用,由于安培力與速度成正比,則此時(shí)MN所受的安培力一定大于MN的重力沿斜面方向的分力,所以MN一定做減速運(yùn)動(dòng),回路中感應(yīng)電流減小,流過PQ的電流隨時(shí)間變化的圖像可能是D,C錯(cuò)誤.考點(diǎn)3　電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用(1)　方向水平向右　(2)mv2-kq解析:(1)設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,由法拉第電磁感應(yīng)定律知E=則E=k　①設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為R并,有R并=　②閉合S時(shí),設(shè)線圈中的電流為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=　③PQ中的電流為IPQ,有IPQ=I　④PQ受到的安培力為F安,有F安=BIPQl　⑤保持PQ靜止,由受力平衡,有F=F安　⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得F=　⑦方向水平向右.(2)設(shè)PQ由靜止開始到速度大小為v的加速過程中,PQ運(yùn)動(dòng)的位移為x,所用時(shí)間為Δt0,回路中的磁通量變化量為ΔΦ0,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,有=　⑧其中ΔΦ0=Blx　⑨設(shè)PQ中的平均電流為,有=　根據(jù)電流的定義得=　由動(dòng)能定理,有Fx+W=mv2-0　聯(lián)立⑦⑧⑨式得W=mv2-kq.1.BC　由于金屬桿進(jìn)入兩個(gè)磁場(chǎng)時(shí)的速度相等,而穿出磁場(chǎng)后金屬桿向下做加速度為g的加速運(yùn)動(dòng),所以金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ后都做減速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;對(duì)金屬桿受力分析,根據(jù)-mg=ma及A項(xiàng)分析可知,金屬桿在磁場(chǎng)中做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng),金屬桿從剛進(jìn)磁場(chǎng)Ⅰ到剛要進(jìn)磁場(chǎng)Ⅱ之前運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示,由于0~t1和t1~t2時(shí)間段內(nèi)圖線與t軸包圍的面積相等(都為d),所以t1>(t2-t1),B正確;從進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ之前的過程中,根據(jù)能量守恒定律,可知金屬桿損失的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,所以Q1=mg·2d,穿過兩個(gè)磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的總熱量為4mgd,C正確;若金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ做勻速運(yùn)動(dòng),有-mg=0,得v'=,由前面分析可知金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ的速度v大于,根據(jù)h=得金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ的高度h>=,D錯(cuò)誤.2.(1)BLv　(2)　(3)解析:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.(2)線框中的感應(yīng)電流I=拉力大小等于安培力大小有F=BIL故拉力做功的功率P=Fv=.(3)設(shè)線框的總電阻為R,則線框ab邊電阻Rab=時(shí)間t=ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rabt=.3.(1)Blt0(-μg)　(2)解析:(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得ma=F-μmg　①設(shè)金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度為v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=at0　②當(dāng)金屬桿以速度v在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律知,金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv　③ 聯(lián)立①②③式可得E=Blt0(-μg)　④.(2)設(shè)金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬桿中的電流為I,根據(jù)歐姆定律有I=　⑤式中R為電阻的阻值.金屬桿所受的安培力為F安=BlI　⑥因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得F-μmg-F安=0　⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得R=.4.(1)v0　v0　(2)　(3)m解析:(1)棒ab的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eab=3B0·2Lvab,棒cd的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ecd=B0Lvcd當(dāng)Eab=Ecd時(shí),電流為零,ab、cd均做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)vab=vcd根據(jù)動(dòng)量定理,對(duì)棒ab有-3B0·2L·t=2mvab-2mv0對(duì)棒cd有B0L·t=mvcd-0解得vab=v0,vcd=v0.(2)整個(gè)過程中通過棒ab的電荷量q=t,解得q=.(3)根據(jù)能量守恒定律有×2m-Q=×2m+m又Qab=Q,解得Qab=m.

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