備考2020高考物理一輪復(fù)習 單元訓(xùn)練金卷 第十一單元 電磁感應(yīng)B卷

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1、 第十一單元 注意事項: 1.答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3.非選擇題的作答:用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4.考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共13小題,每小題4分,共52分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全

2、的得2分,有選錯的得0分) 1.下列沒有利用渦流的是(  ) A.金屬探測器 B.變壓器中用互相絕緣的硅鋼片疊成鐵芯 C.用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐 D.車站的安檢門 2.如圖所示,光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根初速為零、質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上,形成一個閉合回路。一質(zhì)量為M的條形磁鐵從a處由靜止下落,當下落到b處時,磁鐵的速度為v0,兩個導(dǎo)體棒的速度均為v。重力加速度設(shè)為g,a、b之間的高度為h,不計空氣阻力,在磁鐵自a到b的下落過程中,以下說法正確的是(  ) A.因為P、Q中的感應(yīng)電

3、流方向相反,故P、Q之間的安培力為斥力,P、Q將相互遠離 B.P、Q受到的安培力豎直向下 C.回路中產(chǎn)生的熱為 D.回路中的磁通量一直在增加 3.如圖甲所示,水平地面上有一邊長為L的正方形ABCD區(qū)域,其下方埋有與地面平行的金屬管線.為探測地下金屬管線的位置、走向和埋覆深度,先讓金屬管線載有電流,然后用閉合的試探小線圈P(穿過小線圈的磁場可視為勻強磁場)在地面探測。如圖乙所示,將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一端,將接地棒接到電源的另一端,這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流。使線圈P在直線AC上的不同位置保持靜止(線圈平面與地面平行),線圈中沒有感應(yīng)電流.將線圈P靜置于B處,當線圈平

4、面與地面平行時,線圈中有感應(yīng)電流,當線圈平面與射線BD成45°角時,線圈中感應(yīng)電流消失。下列判斷正確的是(  ) A.圖乙中的電源為恒定直流電源 B.金屬管線沿BD走向 C.金屬管線的埋覆深度為L D.線圈P在D處,當它與地面的夾角為45°時,P中的感應(yīng)電流可能最大 4.如圖所示,導(dǎo)體桿OP在作用于OP中點且垂直于OP的力作用下,繞O點沿以O(shè)為圓心、半徑為r的光滑半圓形金屬導(dǎo)軌在勻強磁場中以一定的角速度轉(zhuǎn)動,磁場的磁感應(yīng)強度為B,A、O間接有阻值為R的定值電阻,導(dǎo)體桿和導(dǎo)軌的電阻不計,回路中的電功率為P,則(  ) A.外力的大小為2Br B.外力的大小為Br C.導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動的

5、角速度大小為 D.導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動的角速度大小為 5.如圖所示,在光滑的水平面上有一豎直向下的勻強磁場,該磁場分布在寬為L的區(qū)域內(nèi)?,F(xiàn)有一個邊長為a(a

6、A3的亮度相同。下列說法正確的是(  ) 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、電阻不計的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動。整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上,磁感應(yīng)強度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個質(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(物塊不會觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計,則下列說法錯誤的是(  ) 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的平行金屬導(dǎo)軌由光滑的傾斜部分和足夠長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的勻強磁場。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細金屬棒a和b,由靜止先后釋放,a離開磁場時b恰好進入磁場,a在水平導(dǎo)軌上運動的總距離為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,重力加速度為g。則整個運動過程中(  ) 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,另一個金屬環(huán)套在桿上且與線圈共軸.當開關(guān)閉合瞬間,線圈中產(chǎn)生磁場,金屬環(huán)就可被加速彈射出去?,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)電流沿順時針方向 B.線圈沿軸向有伸長的趨勢 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,不會影響其向左彈射 10.某探究性學(xué)習小組研制了一種發(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放置組合成一個高h=0.5 m、半徑r=0.2 m的圓柱體,其可繞固定軸OO′逆時針(俯視)轉(zhuǎn)動,角速度ω=100 rad/s。設(shè)圓柱外側(cè)附近每個磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小均為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)固定一根長度與圓柱體高相等、電阻為R1=0.5 Ω的細金屬桿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)電動勢的最大值約為2.83 V C.電阻R消耗的電功率為2 W D.在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時間內(nèi),流過電流表A的總電荷量為零 11.如圖所示,在邊長為a的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,其方向垂直紙面向外,一個邊長也為a的單匝正方形導(dǎo)線框EFGH正好與上述磁場區(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點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置,則在這時間內(nèi)(  ) A.順時針方向轉(zhuǎn)動時,感應(yīng)電流方向為E→F→G→H→E B.平均感應(yīng)電動勢大小等于 C.平均感應(yīng)電動勢大小等于 D.通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為 12.(2019?全國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。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)軌所在平面的勻強磁場。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進入磁場時加速度恰好為零,從PQ進入磁場開始計時,到MN離開磁場區(qū)域為止,流過PQ的電流隨時間變化的圖象可能正確的是(  ) 13.(2019?全國I卷)空間存在一方向與直面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場,其邊界如圖(a)中虛線MN所示,一硬質(zhì)細導(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時磁感應(yīng)強度的方向如圖(a)所示,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示,則在t=0到t=t1的時間間隔內(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)電動勢大小為 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,在其上端連有一阻值為R

13、的電阻,整個裝置處于輻向磁場中,圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強度大小均為B,且B=0.5 T。將一根長度稍大于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。已知當金屬棒到達如圖所示的cd位置時,金屬棒與軌道圓心的連線和水平面夾角θ為60°,金屬棒的速度達到最大;當金屬棒到達軌道底端ef時,對軌道的壓力為3 N。g取10 m/s2。 (1)當金屬棒的速度最大時,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的整個過程中,流經(jīng)電阻R的電荷量為0.1π,則整個回路中的總電阻為多少? 15.(10分)兩根足夠長的平行導(dǎo)軌處在與水平方向

14、成θ=37°的斜面上,導(dǎo)軌電阻不計,間距為L=0.3 m,在斜面加有磁感應(yīng)強度為B=1 T方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,導(dǎo)軌兩端各接一個阻值為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=1 m、足夠長的光滑平行金屬導(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。磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面,磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(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狀態(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?。? (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)軌平面向上的勻強磁場?,F(xiàn)給導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上的初速度,使導(dǎo)體棒穿過磁場區(qū)域后能繼續(xù)向上運動到最高位置虛線3,然后沿導(dǎo)軌向下運動到底端。已知導(dǎo)體棒向上運動經(jīng)過虛線1和2時的速度大小之比為2∶1,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運動由虛線2到1做勻速直線運動,虛線2、3之間的距離為虛線1、2之間距離的2倍,整個運動過程中導(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)軌向上運動經(jīng)過虛線2的速度v1與沿導(dǎo)軌向下運動經(jīng)過虛線2的

17、速度v2的比值; (2)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運動剛經(jīng)過虛線1和剛到達虛線2時的加速度大小之比; (3)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運動經(jīng)過磁場與沿導(dǎo)軌向下運動經(jīng)過磁場的過程中,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選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分) 1.【答案】B 【解析】金屬探測器和安檢門都利用了渦流;用來冶煉合金鋼的

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,所以面積會減小,所以P、Q相互靠近,導(dǎo)體棒在安培力作用下運動,所以安培力沿水平方向,A、B錯誤;根據(jù)能量守恒有:,解得:,C錯誤;相互靠近過程中,回路磁感應(yīng)強度增大,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A錯誤;線圈中沒有感應(yīng)電流,說明磁通量的變化率為零,即穿進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,說明金屬管線沿AC走向,選項B錯誤;當線圈平面與射線BD成45°角時,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,選項C錯誤;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,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D正確。 4.【答案】C 【解析】設(shè)導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動的角速度為ω,則導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢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)動的外力為F,則有P=F,v=rω,聯(lián)立解得F=Br,ω=,選項C正確,選

20、項A、B、D錯誤。 5.【答案】B 【解析】設(shè)線圈電阻為R,完全進入磁場時的速度為vx.線圈在穿過磁場的過程中所受的合外力為安培力。對于線圈進入磁場的過程,根據(jù)動量定理可得-FΔt=-Ba=-Ba=mvx-mv0,對于線圈穿出磁場的過程,據(jù)動量定理可得-F′Δt′=-Ba=-Ba=mv-mvx,聯(lián)立可得vx=,選項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,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選項錯誤;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選項正確;閉合S2瞬間,L2對電流有阻礙作用,L2中電流小于變阻器R中電流,D選項錯誤。 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F=0,即剛釋放導(dǎo)體棒時,a最大,最大值為,故B正確;物塊和滑桿先做加速運動,后做勻速運動,此時速度最大,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a棒進入磁場中做切割磁感線運動時,

22、由右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向為垂直紙面向外,當a棒離開磁場時b棒剛好進入磁場,同理可判斷通過a棒的電流方向為垂直紙面向里,故通過a棒的電流方向會發(fā)生改變,故A錯誤;a棒從斜面靜止釋放過程中有:,解得進入水平軌道的速度大小為,a棒進入磁場后受到安培力和摩擦力的作用做減速運動,剛進入磁場時速度最大,最大感應(yīng)電動勢為,此時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錯誤;a棒進入磁場后做減速運動,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??;當a棒離開磁場時b棒剛好進入磁場,此時b棒的速度與a棒剛進入磁場時的速度相等,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錯誤;由能量守恒定律可知,整個過程中產(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,B錯誤;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)電動勢,但無感應(yīng)電流,不受安培力作用,是不會被向左彈出的,D錯誤。 10.【答案】AD 【解析】桿ab切割磁感線產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為Em=Bhv,

24、又v=ωr,解得Em=2 V;因為B的大小及v的大小均不變,所以最大電動勢的大小不變,且電動勢的有效值E=Em=2 V,選項B錯誤;電流表A的示數(shù)為I== A=1 A,選項A正確;PR=I2R=12×1.5 W=1.5 W,選項C錯誤;在圓柱體轉(zhuǎn)過一周的時間內(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D正確。 11.【答案】BD 【解析】由于虛線位置是經(jīng)過到達的,若線框順時針方向轉(zhuǎn)動時,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)生的磁場跟原磁場方向相同,即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向外,根據(jù)安培定則,我們可以判斷出感應(yīng)電流的方向為:E→H→G→F→E,故A

25、錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:平均感應(yīng)電動勢E==,OC=a,OA=a,AB=AC;根據(jù)幾何關(guān)系找出有磁場穿過面積的變化ΔS=(3-2)a2,解得:E=,故B正確,C錯誤;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進入磁場時加速度為零,若PQ出磁場時MN仍然沒有進入磁場,則PQ出磁場后至MN進入磁場的這段時間,由于磁通量φ不變,無感應(yīng)電流。由于PQ、MN同一位置釋放,故MN進入磁場時與PQ進入磁場時的速度相同,所以電流大小也應(yīng)該相同,A正確、B錯誤;若PQ出磁場前MN已經(jīng)進入磁場,由于磁通量φ不變,PQ、MN均加速運動,PQ出磁場后,MN由

26、于加速故電流比PQ進入磁場時電流大,故C正確、D錯誤。 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針,但在t0時刻,磁場的方向發(fā)生變化,故安培力方向FA的方向在t0時刻發(fā)生變化,則A錯誤,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,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的電流方向為a→R→b。(3分) (2)金屬棒滑到軌道底端的整個過程中,穿過回路的磁通量變化量為 ΔΦ=BS=B·L·= (1分) 平均電動勢為= (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動,當受力平衡速度達最大,B=0.8 T,則由電磁感應(yīng)定律: E′=BLv(1分) 最終勻速運動時: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運動到虛線3的過程中,導(dǎo)體棒由虛線2運動到虛線3的過程中加速度大小為a1、導(dǎo)體棒由虛線3運動到虛線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)體棒的長度為L,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上運動經(jīng)過虛線1時的速度為v0,加速度大小為a3,則此時的感應(yīng)電動勢E1=BLv0 由閉合電路歐姆定律得,回路中的電流 此時導(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時速度大小為v2,此時的感應(yīng)電動勢為E2=BLv2 回路中的電流 此時導(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: 又因為v1∶v2=∶1,v0∶v1=2∶1 聯(lián)立解得: (1分) 設(shè)導(dǎo)體棒剛好到達虛線2時的加速度為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,由功能關(guān)系可知: (1分) 導(dǎo)體棒由虛線2運動到虛線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運動到虛線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

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