20172018學(xué)年同步備課套餐物理教科版選修32講義第1章電磁感應(yīng)5

電磁感覺(jué)中的能量轉(zhuǎn)變與守恒[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握電磁感覺(jué)中動(dòng)力學(xué)識(shí)題的分析方法.2.理解電磁感覺(jué)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)變情況，能用能量的看法分析和解決電磁感覺(jué)問(wèn)題．電磁感覺(jué)的發(fā)現(xiàn)[導(dǎo)學(xué)研究](1)如圖1所示，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌上有一根與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異的可自由滑動(dòng)的直導(dǎo)線ab，現(xiàn)導(dǎo)線ab擁有向右的初速度v，則：圖1①導(dǎo)線中的感覺(jué)電流方向如何？ab遇到的安培力的方向如何？③ab的速度如何變化？④電路中的電能本源于什么能？(2)如(1)題圖所示，設(shè)ab長(zhǎng)為

L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為

B，閉合電路的總電阻為

R，導(dǎo)線在外力的作用下以速度

v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求在

t時(shí)間內(nèi)，外力所做的功

W外和感覺(jué)電流的電功

W電．答案

(1)①由右手定章可確立，在

ab內(nèi)產(chǎn)生由

a向

b的感覺(jué)電流．②由左手定章可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線

ab的安培力是向左的．③安培力與速度方向相反，則安培力阻攔導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線的速度逐漸減小到零．④電路中的電能本源于導(dǎo)線的機(jī)械能．(2)導(dǎo)線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，電路中感覺(jué)電流I＝E＝BLvRR22磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)電流的作用力：F安＝BIL＝BLvR22保持勻速運(yùn)動(dòng)所需外力BLvF外＝F安＝R在t時(shí)間內(nèi)，外力所做的功W＝FB2L2v2t外外vt＝R222此時(shí)間內(nèi)，感覺(jué)電流的電功為W2BLv電＝IRt＝Rt[知識(shí)梳理]1．在導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感覺(jué)電流時(shí)，電路中的電能本源于機(jī)械能．機(jī)械能借助于電磁感覺(jué)實(shí)現(xiàn)了向電能的轉(zhuǎn)變．2．在電磁感覺(jué)中，產(chǎn)生的電能是經(jīng)過(guò)外力戰(zhàn)勝安培力做功轉(zhuǎn)變而來(lái)的，外力戰(zhàn)勝安培力做了多少功，就有多少電能產(chǎn)生；而這些電能又經(jīng)過(guò)感覺(jué)電流做功，轉(zhuǎn)變成其余形式的能量.一、電磁感覺(jué)中的動(dòng)力學(xué)識(shí)題1．電磁感覺(jué)中產(chǎn)生的感覺(jué)電流在磁場(chǎng)中將遇到安培力作用，所以電磁感覺(jué)問(wèn)題常常與力學(xué)識(shí)題聯(lián)系在一起，辦理此類問(wèn)題的基本方法是：(1)用法拉第電磁感覺(jué)定律和楞次定律求感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．(2)求回路中的感覺(jué)電流的大小和方向．(3)分析研究導(dǎo)體受力狀況(包含安培力)．(4)列動(dòng)力學(xué)方程或均衡方程求解．2．兩種狀態(tài)辦理(1)導(dǎo)體處于均衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．辦理方法：依據(jù)均衡條件——合力等于零列式分析．(2)導(dǎo)體處于非均衡狀態(tài)——加快度不為零．辦理方法：依據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)向分析或聯(lián)合功能關(guān)系分析．例1如圖2甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行擱置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m的平均直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感覺(jué)強(qiáng)度為

B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽視，

讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，

導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦．圖2(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示企圖；(2)在加快下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加快度的大??；(3)求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值．答案(1)見(jiàn)分析圖BLvgsinθ－B2L2vmgRsinθ(2)RmR(3)22BL分析(1)以以下圖，ab桿受重力mg，豎直向下；支持力N，垂直于斜面向上；安培力F安，沿斜面向上．EBLv(2)當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，此時(shí)電路中的電流I＝R＝R22ab桿遇到安培力F安＝BIL＝BLvR依據(jù)牛頓第二定律，有mgsinθ－F安＝maB2L2v聯(lián)立解得a＝gsinθ－mR.(3)當(dāng)a＝0時(shí)，ab桿有最大速度：vm＝mgRsinθ22.BL電磁感覺(jué)現(xiàn)象中涉及到擁有掃尾速度的力學(xué)識(shí)題時(shí)，要點(diǎn)是做好受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況的動(dòng)向分析：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感覺(jué)導(dǎo)體受合力加快度速度感覺(jué)電動(dòng)→→→→→→感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)電流安培力變化變化變化勢(shì)變化循環(huán)往復(fù)地循環(huán)，達(dá)到最后狀態(tài)時(shí)，加快度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)固運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即均衡狀態(tài)，依據(jù)均衡條件建立方程，所求解的掃尾速度也是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的最大速度．針對(duì)訓(xùn)練1(多項(xiàng)選擇)如圖3所示，MN和PQ是兩根相互平行豎直擱置的圓滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)．a(chǎn)b是一根與導(dǎo)軌垂直并且一直與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異的金屬桿．開(kāi)始時(shí)，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓桿ab由靜止開(kāi)始自由著落，一段時(shí)間后，再將S閉合，若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，則金屬桿ab的速度v隨時(shí)間t變化的圖像可能是()圖3答案ACD22v22分析設(shè)ab桿的有效長(zhǎng)度為l，S閉合時(shí)，若BlBlvR>mg，桿先減速再勻速，D項(xiàng)有可能；若R22＝mg，桿勻速運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)有可能；若BlvR<mg，桿先加快再勻速，C項(xiàng)有可能；因?yàn)関變化，B2l2Rv－mg＝ma中的a不恒定，故B項(xiàng)不行能．二、電磁感覺(jué)中的能量問(wèn)題1．電磁感覺(jué)中能量的轉(zhuǎn)變電磁感覺(jué)過(guò)程實(shí)質(zhì)是不一樣形式的能量相互轉(zhuǎn)變的過(guò)程，其能量轉(zhuǎn)變方式為：2．求解電磁感覺(jué)現(xiàn)象中能量問(wèn)題的一般思路(1)確立回路，分清電源和外電路．(2)分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)變．如：①有滑動(dòng)摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；②有重力做功，重力勢(shì)能必然發(fā)生變化；③戰(zhàn)勝安培力做功，必然有其余形式的能轉(zhuǎn)變成電能，并且戰(zhàn)勝安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能；假如安培力做正功，就是電能轉(zhuǎn)變成其余形式的能．(3)列有關(guān)能量的關(guān)系式．例2如圖4所示，足夠長(zhǎng)的平行圓滑U形導(dǎo)軌傾斜擱置，所在平面的傾角θ＝37°，導(dǎo)軌間的距離L＝1.0m，下端連接R＝1.6Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，所在空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝1.0T．質(zhì)量m＝0.5kg、電阻r＝0.4Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用沿導(dǎo)軌平面且垂直于金屬棒、大小為

F＝5.0N的恒力使金屬棒

ab從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑行，當(dāng)金屬棒滑行

s＝2.8m后速度保持不變．求：

(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)圖4(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v；(2)金屬棒從靜止到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR.答案(1)4m/s(2)1.28J分析(1)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感覺(jué)電流為I＝BLvR＋r由均衡條件有F＝mgsinθ＋BIL代入數(shù)據(jù)解得v＝4m/s.(2)設(shè)整個(gè)電路中產(chǎn)生的熱量為Q，由能量守恒定律有12Q＝Fs－mgs·sinθ－2mv而QR＝RQ，代入數(shù)據(jù)解得QR＝1.28J.R＋r針對(duì)訓(xùn)練2水平擱置的圓滑平行導(dǎo)軌上擱置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，ab處在磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向如圖5所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的一端接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒電阻不計(jì)．現(xiàn)使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)的位移為x時(shí)，ab達(dá)到最大速度vm.此時(shí)撤去外力，最后ab靜止在導(dǎo)軌上．在ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

(

)圖5A．撤去外力后，ab做勻減速運(yùn)動(dòng)B．合力對(duì)ab做的功為Fx12C．R上開(kāi)釋的熱量為Fx＋2mvmD．R上開(kāi)釋的熱量為Fx答案D22分析撤去外力后，導(dǎo)體棒水平方向只受安培力作用，而F安BLv＝R，F(xiàn)安隨v的變化而變化，故導(dǎo)體棒做加快度變化的變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；對(duì)整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理得W合＝Ek＝0，B錯(cuò)；由能量守恒定律知，恒力F做的功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的電能，電能又轉(zhuǎn)變成R上開(kāi)釋的熱量，即Q＝Fx，C錯(cuò)，D正確.1．如圖6所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直著落，不計(jì)空氣阻力．假如線圈中遇到的磁場(chǎng)力總小于其重力，則它在1、2、3、4地點(diǎn)時(shí)的加快度關(guān)系為()圖6A．a(chǎn)1＞a2＞a3＞a4B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4C．a(chǎn)1＝a3＞a2＞a4D．a(chǎn)1＝a3＞a2＝a4答案C分析線圈自由著落時(shí)，加快度為a1＝g.線圈完整在磁場(chǎng)中時(shí)，磁通量不變，不產(chǎn)生感覺(jué)電流，線圈不受安培力作用，只受重力，加快度為a3＝g.線圈進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中，切割磁感線產(chǎn)生感覺(jué)電流，將遇到向上的安培力，依據(jù)牛頓第二定律得知，a2＜g，a4＜g.線圈完整在磁場(chǎng)中時(shí)做勻加快運(yùn)動(dòng)，到達(dá)4處的速度大于2處的速度，則線圈在4地方受的安培力大于在2地方受的安培力，又知，磁場(chǎng)力總小于重力，則a2＞a4，故a1＝a3＞a2＞a4.所以選C.2.(多項(xiàng)選擇)如圖7所示，兩根圓滑的金屬導(dǎo)軌，平行擱置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自己的電阻可忽視不計(jì)．斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為m、電阻可以忽視不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，且上漲的高度為h，在這一過(guò)程中()圖7A．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零B．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零D．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱答案AD分析金屬棒勻速上滑的過(guò)程中，對(duì)金屬棒受力分析可知，有三個(gè)力對(duì)金屬棒做功，恒力F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻攔相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿斜面向下，做負(fù)功．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零，故合力做功為零，A正確；戰(zhàn)勝安培力做多少功就有多少其余形式的能轉(zhuǎn)變成電路中的電能，電能又等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D正確．3.如圖8所示，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)，左端與一電阻R相連；整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下．一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率v勻速向右滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程中一直保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好．已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加快度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽視．求：圖8(1)電阻R耗費(fèi)的功率；(2)水平外力的大?。鸢?1)B2l2v2(2)B2l2v＋μmgRR分析(1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv，依據(jù)歐姆定律，閉合回路中的感覺(jué)E電流為I＝R222電阻R耗費(fèi)的功率為P＝I2R，聯(lián)立可得P＝BlvR(2)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，水平方向上遇到向左的安培力和向左的摩擦力及向右的外力，三力平衡，故有

F安＋μmg＝F，F(xiàn)

22BlvR

F＝B2l2v＋μmg.R一、選擇題

(1～6題為單項(xiàng)選擇題，

7～9題為多項(xiàng)選擇題

)1．如圖

1所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一

U形導(dǎo)線框

abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，

R為一電阻，

ef

為垂直于

ab

的一根導(dǎo)體桿，它可在

ab、cd

上無(wú)摩擦地滑動(dòng)．桿

ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可忽視不計(jì)．開(kāi)始時(shí)，給

ef一個(gè)向右的初速度，則

(

)圖1A．ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速B．ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C．ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)D．ef將來(lái)回運(yùn)動(dòng)答案A分析ef向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)和感覺(jué)電流，會(huì)遇到向左的安培力而做減22速運(yùn)動(dòng)，直到停止，但不是勻減速，由F＝BIl＝Blv＝ma知，ef做的是加快度減小的減速R運(yùn)動(dòng)．故A正確．2．如圖2所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、界限為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完整進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小同樣，方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，經(jīng)過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，經(jīng)過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()圖2A．Q1＞Q2，q1＝q2B．Q1＞Q2，q1＞q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1＞q2答案A22分析依據(jù)功能關(guān)系知，線框上產(chǎn)生的熱量等于戰(zhàn)勝安培力做的功，即Q1＝W1＝F1lbc＝BlabvRB2Svlbc＝RlabB2Sv同理Q2＝Rlbc，又lab＞lbc，故Q1＞Q2；ΔΦBS因q＝It＝Rt＝R＝R，故q1＝q2.所以A正確．3．如圖3所示，在圓滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右邊有一寬度為d(d＞L)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)所區(qū)，磁場(chǎng)的界限與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左界限重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)所區(qū)．以下v－t圖像中，正確描述上述過(guò)程的是()圖3答案DE分析導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框遇到向左的安培力作用，依據(jù)E＝BLv、I＝R、F＝BIL2得F＝BLv，跟著v的減小，安培力F減小，導(dǎo)線框做加快度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)．整個(gè)導(dǎo)R線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)感覺(jué)電流，導(dǎo)線框做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線框走開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，依據(jù)F＝B2L2v，導(dǎo)線框做加快度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)R

D正確．4.如圖

4所示，豎直擱置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻

R，質(zhì)量不可以忽視的金屬棒與兩導(dǎo)軌一直保持垂直并優(yōu)異接觸且無(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加快上漲的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于()圖4A．棒的機(jī)械能增添量B．棒的動(dòng)能增添量C．棒的重力勢(shì)能增添量D．電阻R上產(chǎn)生的熱量答案A分析

棒加快上漲時(shí)遇到重力、拉力

F及安培力．依據(jù)功能關(guān)系可知，力

F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能的增添量，

A正確．5.如圖

5所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌傾斜擱置，

傾角為

37°，寬度為

0.5m，電阻忽視不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為

1Ω.一導(dǎo)體棒

MN

垂直導(dǎo)軌擱置，質(zhì)量為

0.2kg，接入電路的電阻為

1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為

0.8T．將導(dǎo)體棒

MN

由靜止開(kāi)釋，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒

MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡耗費(fèi)的電功率分別為

(重力加快度

g取10m/s2，sin37

＝°0.6)(

)圖

5A．2.5m/s

1W

B．5m/s

1WC．7.5m/s

9W

D．15m/s

9W答案

B分析

導(dǎo)體棒

MN

勻速下滑時(shí)受力以以下圖，由均衡條件可得

F安＋μmgcos37

°＝mgsin37

，°F安所以

F安＝mg(sin37

－°μcos37

°)＝0.4N，由

F安＝BIL

得I＝BL＝1A，所以

E＝I(R燈＋RMN)＝2V，導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度

v＝BLE＝5m/s，小燈泡耗費(fèi)的電功率為

P燈＝I2R燈＝1W．正確選項(xiàng)為B.6．如圖

6所示，

MN

和

PQ

是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，此間距為

L，導(dǎo)軌曲折部分圓滑，平直部分粗糙，兩者光滑連接．右端接一個(gè)阻值為

R的定值電阻．平直部分導(dǎo)軌左側(cè)地域有寬度為

d、方向豎直向上、磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為

B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量為

m、電阻也為

R的金屬棒從高度為h處由靜止開(kāi)釋，到達(dá)磁場(chǎng)右界限處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌間一直垂直且接觸優(yōu)異．則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)所區(qū)的過(guò)程中()圖6A．流過(guò)金屬棒的最大電流為Bd2gh2RB．經(jīng)過(guò)金屬棒的電荷量為BdLRC．戰(zhàn)勝安培力所做的功為mgh1D．金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為2(mgh－μmgd)答案D分析金屬棒下滑究竟端時(shí)的速度為v＝2gh，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，所以流過(guò)金屬棒的最BL2ghΔΦBLd大電流為I＝2R；經(jīng)過(guò)金屬棒的電荷量為q＝2R＝2R；戰(zhàn)勝安培力所做的功為W＝mgh1－μmgd；電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于戰(zhàn)勝安培力做的功，所以金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為2(mgh－μmgd)．選項(xiàng)D正確．7.如圖7所示，有兩根和水平方向成α角的圓滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下．經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，則()圖7A．假如B增大，vm將變大B．假如α變大，vm將變大C．假如R變大，vm將變大D．假如m變小，vm將變大答案BC分析金屬桿由靜止開(kāi)始滑下的過(guò)程中，金屬桿就是一個(gè)電源，與電阻R構(gòu)成一個(gè)閉合回路；其受力狀況以以下圖，依據(jù)牛頓第二定律得：22mgsinα－BLv＝maR所以金屬桿由靜止開(kāi)始做加快度減小的加快運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a＝0，即mgsinα＝B2L2vm時(shí)，此時(shí)達(dá)R到最大速度vm，可得：vm＝mgRsinαB、C正確．22，故由此式知選項(xiàng)BL8.如圖8所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．已知線圈的面積S＝0.5m2，線圈電阻r＝0.2Ω，磁感覺(jué)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零平均變化到2T，則()圖8A．0.5s時(shí)線圈內(nèi)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小為1VB．0.5s時(shí)線圈內(nèi)感覺(jué)電流的大小為10AC．0～1s內(nèi)經(jīng)過(guò)線圈的電荷量為5CD．0～0.5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為5J答案ACΔΦBS分析依據(jù)法拉第電磁感覺(jué)定律E＝nt可得：E＝t＝1V，應(yīng)選項(xiàng)A正確；線圈內(nèi)感覺(jué)E1電流的大小I＝r＝0.2A＝5A，應(yīng)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～1s內(nèi)經(jīng)過(guò)線圈的電荷量q＝It＝5×1C＝5C，應(yīng)選項(xiàng)C正確；0～0.5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱22Q＝Irt＝5×0.2×0.5J＝2.5J，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．如圖9所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，在磁場(chǎng)中有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形剛性金屬框，ab邊的質(zhì)量為m，電阻為R，其余三邊的質(zhì)量和電阻均不計(jì)．cd邊上裝有固定的水平軸，將金屬框自水平地點(diǎn)由靜止開(kāi)釋，第一次轉(zhuǎn)到豎直地點(diǎn)時(shí)，不計(jì)全部摩擦，重力加快度為g，則在這個(gè)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(

ab)

邊的速度為

v，圖9A．經(jīng)過(guò)ab邊的電流方向?yàn)閍→bB．a(chǎn)b邊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度v＝2gLC．a(chǎn)b邊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度v＜2gL12D．金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL－2mv答案CD分析ab邊向下?lián)u動(dòng)過(guò)程中，金屬框內(nèi)磁通量逐漸減小，依據(jù)楞次定律及右手螺旋定章可知感覺(jué)電流方向?yàn)閎→a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；ab邊由水平地點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)過(guò)程中，機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故v＜2gL，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)能量守恒定律可知，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于此過(guò)程中機(jī)械能的損失，應(yīng)選項(xiàng)D正確．二、非選擇題如圖10所示，電阻r＝0.3Ω、質(zhì)量m＝0.1kg的金屬棒CD靜止在位于水平面上的