廣西專版新教材高中物理第2章電磁感應(yīng)過(guò)關(guān)檢測(cè)B卷新人教版選擇性必修第二冊(cè)

PAGEPAGE1其次章過(guò)關(guān)檢測(cè)(B卷)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第8~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.如圖甲所示,線圈ab中通有如圖乙所示的電流,電流從a到b為正方向,那么在0~t0這段時(shí)間內(nèi),用絲線懸掛的鋁環(huán)M中產(chǎn)生感應(yīng)電流,則()A.從左向右看感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針B.從左向右看感應(yīng)電流的方向?yàn)橄软槙r(shí)針后逆時(shí)針C.感應(yīng)電流的大小先減小后增加D.感應(yīng)電流的大小始終減小答案:A解析:依據(jù)題意可知,由于電流從a到b為正方向,當(dāng)電流從a流向b時(shí),由右手螺旋定則可知,線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)水平向右,由于電流減小,所以磁通量變小,依據(jù)楞次定律可得,鋁環(huán)M的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針(從左向右看)。當(dāng)電流從b流向a時(shí),同理可得電流方向不變,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。由題圖乙知,ab內(nèi)電流的變更率不變,則產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變更率不變,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不變,所以感應(yīng)電流的大小也不變,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。2.下圖是探討通電自感試驗(yàn)的電路圖,A1、A2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)整滑動(dòng)變阻器R的滑片,使兩個(gè)燈泡的亮度相同,調(diào)整滑動(dòng)變阻器R1的滑片,使它們都正常發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。重新閉合開(kāi)關(guān)S,則()A.閉合瞬間,A1立即變亮,A2漸漸變亮B.閉合瞬間,A1、A2均立即變亮C.穩(wěn)定后,L和R兩端的電勢(shì)差肯定相同D.穩(wěn)定后,A1和A2兩端的電勢(shì)差不相同答案:C解析:斷開(kāi)開(kāi)關(guān)再重新閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,依據(jù)自感原理可推斷,A2立即變亮,而A1漸漸變亮,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。穩(wěn)定后,自感現(xiàn)象消逝,依據(jù)題設(shè)條件可推斷,閉合開(kāi)關(guān)調(diào)整滑動(dòng)變阻器R的滑片,使兩個(gè)燈泡的亮度相同,說(shuō)明此時(shí)滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值與線圈L的電阻一樣大,線圈L和R兩端的電勢(shì)差肯定相同,A1和A2兩端的電勢(shì)差也相同,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。3.如圖所示,條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落,中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),條形磁鐵至落地用時(shí)t1,落地時(shí)速度為v1;S閉合,條形磁鐵至落地用時(shí)t2,落地時(shí)速度為v2,則它們的大小關(guān)系正確的是()A.t1>t2,v1>v2B.t1=t2,v1=v2C.t1<t2,v1<v2D.t1<t2,v1>v2答案:D解析:開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),線圈中無(wú)感應(yīng)電流,對(duì)條形磁鐵無(wú)阻礙作用,條形磁鐵自由下落,故a=g;當(dāng)S閉合時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,對(duì)條形磁鐵有阻礙作用,故a<g。所以t1<t2,v1>v2,選項(xiàng)D正確。4.如圖所示,由同種材料制成,粗細(xì)勻稱,邊長(zhǎng)為l、總電阻為R的單匝正方形閉合線圈MNPQ放置在水平面上,空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)兩邊界成θ=45°角?，F(xiàn)使線圈以水平向右的速度v勻速進(jìn)入磁場(chǎng),則()A.當(dāng)線圈中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí),N、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=BlvB.當(dāng)線圈中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí),線圈所受安培力大小F安=BC.線圈從起先進(jìn)入磁場(chǎng)到其中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界的過(guò)程中,回路中的平均電功率PD.線圈從起先進(jìn)入磁場(chǎng)到其中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界的過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線某一橫截面的電荷量q=B答案:D解析:當(dāng)線圈中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí),此時(shí)切割磁感線的有效線段為NP,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,NP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv,此時(shí)N、P兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U為路端電壓,U=34E=34Blv,此時(shí)QP、NP受安培力作用,且兩力相互垂直,故合力為F安=2B2l2vR,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。當(dāng)線圈中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí),回路中的瞬時(shí)電功率為P=E2R=B2l2v2R,在線圈從起先進(jìn)入磁場(chǎng)到其中心經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界的過(guò)程中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)5.如圖甲所示,一線圈匝數(shù)為100、橫截面積為0.01m2,磁場(chǎng)與線圈軸線成30°角向右穿過(guò)線圈。若在0~2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變更關(guān)系如圖乙所示,則該段時(shí)間內(nèi)線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差Uab為()A.-3V B.2VC.3V D.從0勻稱變更到2V答案:A解析:與線圈軸線成30°角向右穿過(guò)線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱增加,故產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=nΔΦΔt=nΔBΔtScos30°,由題圖可知ΔBΔt=2Wb/s,代入數(shù)據(jù)解得Uab=3V,6.一位物理老師用一段銅導(dǎo)線和一塊磁鐵演奏樂(lè)曲的視頻驚艷網(wǎng)友。他是這么做的:在一塊木板上固定兩顆螺絲釘,用一段銅導(dǎo)線纏繞在兩顆螺絲釘之間,擴(kuò)音器通過(guò)導(dǎo)線與兩螺絲釘連接。將磁鐵放在銅導(dǎo)線旁邊,手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線,另一只手握著螺絲刀壓著銅導(dǎo)線,并在銅導(dǎo)線上滑動(dòng),美麗好聽(tīng)的樂(lè)曲就呈現(xiàn)出來(lái)了。依據(jù)上面所給的信息,你認(rèn)為下面說(shuō)法正確的是()A.手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線,銅導(dǎo)線的振動(dòng)引起空氣振動(dòng)而發(fā)出聲音B.手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線,使銅導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流通過(guò)擴(kuò)音器放大后發(fā)聲C.聲音的音調(diào)變更是通過(guò)變更手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線力的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的D.手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線,銅導(dǎo)線中產(chǎn)生直流電流答案:B解析:手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線發(fā)聲是由于銅導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流通過(guò)擴(kuò)音器放大后發(fā)聲,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。螺絲刀壓著銅導(dǎo)線在銅導(dǎo)線上滑動(dòng),實(shí)質(zhì)是變更銅導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度,從而變更感應(yīng)電流,變更的電流通過(guò)導(dǎo)線傳到擴(kuò)音器中,便產(chǎn)生不同音調(diào)的聲音,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。手指撥動(dòng)銅導(dǎo)線,銅導(dǎo)線振動(dòng)切割磁感線,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,銅導(dǎo)線中的感應(yīng)電流大小、方向均變更,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.如圖所示,一個(gè)可繞豎直圓心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平金屬圓盤(pán),圓盤(pán)中心O和圓盤(pán)邊緣D通過(guò)電刷與螺線管相連,螺線管右側(cè)有豎直懸掛的銅環(huán),勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓盤(pán)平面對(duì)上,從上向下看,圓盤(pán)為逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),則下述結(jié)論正確的是()A.金屬圓盤(pán)上各處的電勢(shì)相等B.圓盤(pán)上的電流由邊緣流向圓心C.螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)從F指向ED.銅環(huán)中有恒定的感應(yīng)電流產(chǎn)生答案:C解析:依據(jù)右手定則可知,圓盤(pán)逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電流從圓心指向圓盤(pán)邊緣,則邊緣電勢(shì)最高,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。由安培定則可知,螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)從F指向E,選項(xiàng)C正確。圓盤(pán)可以看成多數(shù)根金屬條并聯(lián)切割磁場(chǎng),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=Blv=Bl0+ωl2=Bl2ω2,電動(dòng)勢(shì)恒定,因此產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,則螺線管的磁場(chǎng)恒定8.如圖所示,將兩端刮掉絕緣漆的導(dǎo)線繞在一把銼刀上,一端接上電池(電池另一極與銼刀接觸),手持導(dǎo)線的另一端,在銼刀上來(lái)回劃動(dòng),由于銼刀表面凹凸不平,就會(huì)產(chǎn)生電火花。下列說(shuō)法正確的是()A.產(chǎn)生電火花的回路只由導(dǎo)線與電池組成B.若導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng)也能產(chǎn)生電火花C.銼刀采納什么材料制成對(duì)試驗(yàn)沒(méi)有影響D.自感電動(dòng)勢(shì)的方向與導(dǎo)線端劃動(dòng)的方向無(wú)關(guān)答案:BD解析:由題圖可知,產(chǎn)生電火花的回路由導(dǎo)線、銼刀與電池組成,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。手執(zhí)導(dǎo)線的另一端,在銼刀上來(lái)回劃動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電火花,是由于電路時(shí)通時(shí)斷,在回路中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的,與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān),如導(dǎo)線端只向一個(gè)方向劃動(dòng)也能產(chǎn)生電火花,故選項(xiàng)B正確。產(chǎn)生電火花的回路由導(dǎo)線、銼刀與電池組成,假如銼刀是絕緣體,則試驗(yàn)不能完成,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。自感電動(dòng)勢(shì)的方向與電流接通或電流斷開(kāi)有關(guān),與導(dǎo)線端劃動(dòng)的方向無(wú)關(guān),故選項(xiàng)D正確。9.如圖所示,光滑導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌距離為l,N、Q兩端接有阻值為R的定值電阻,兩導(dǎo)軌間有一邊長(zhǎng)為l2的正方形區(qū)域abcd,該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一粗細(xì)勻稱、質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于ab處,金屬桿接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R?，F(xiàn)用一恒力F沿水平方向拉桿,使之由靜止向右運(yùn)動(dòng),若桿拉出磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,忽視空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是(A.金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率v=8B.金屬桿出磁場(chǎng)前的瞬間金屬桿在磁場(chǎng)中的那部分兩端的電壓為3C.金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中金屬桿上產(chǎn)生的電熱為12Fl-D.金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)定值電阻R的電荷量為B答案:ABD解析:金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=B·l2v,感應(yīng)電流I=E2R=Blv4R,金屬桿所受安培力F安=BI·l2=B2l2v8R,當(dāng)金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有F=F安=B2l2v8R,所以金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率v=8FRB2l2,選項(xiàng)A正確。由F=F安=BI·l2可得I=2FBl,金屬桿出磁場(chǎng)前的瞬間金屬桿在磁場(chǎng)中的那部分兩端的電壓為U=I·32R=2FBl·32R=3FRBl,選項(xiàng)B正確。設(shè)整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的總電熱為Q,依據(jù)能量守恒得Q=F·10.如圖所示,在一固定水平放置的鋁環(huán)上方,有一條形磁鐵,從離地面高h(yuǎn)處,由靜止起先下落,最終落在地面上。磁鐵下落過(guò)程中從鋁環(huán)中心穿過(guò)圓環(huán),而不與鋁環(huán)接觸。若不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.磁鐵下落過(guò)程中,圓環(huán)中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針(從上向下看圓環(huán))B.不考慮起始位置,磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的加速度始終小于gC.磁鐵下落過(guò)程中,磁鐵的機(jī)械能不斷削減D.磁鐵落地時(shí)的速率等于2答案:AC解析:由題圖可知,在磁鐵下落過(guò)程中,穿過(guò)圓環(huán)的磁場(chǎng)方向向下,在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變大,在磁鐵遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí)穿過(guò)圓環(huán)的磁通量減小,由楞次定律可知,從上向下看,圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较?后沿順時(shí)針?lè)较?故選項(xiàng)A正確。據(jù)楞次定律的推論“來(lái)拒去留”原則,可推斷磁鐵在下落過(guò)程中,受圓環(huán)對(duì)它的作用力始終豎直向上,但當(dāng)條形磁鐵的中心與環(huán)在同一平面內(nèi)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量最大,磁通量的變更率為0,所以此時(shí)環(huán)內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流,所以在該點(diǎn)條形磁鐵的加速度等于g,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。在磁鐵下落過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈中有電能產(chǎn)生,磁鐵在整個(gè)下落過(guò)程中,磁鐵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,由能量守恒定律可知,磁鐵的機(jī)械能削減,故選項(xiàng)C正確。磁鐵做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),v2=2gh,磁鐵落地時(shí)的速度v=2g?,由于磁鐵下落時(shí)能量有損失,磁鐵落地速度小于2g?,故選項(xiàng)二、填空題(共2小題,共18分)11.(8分)下圖是某試驗(yàn)小組在探討磁通量變更時(shí)感應(yīng)電流方向試驗(yàn)中的部分操作示意圖,圖甲是電流通過(guò)靈敏電流計(jì)時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)狀況,圖乙是磁鐵從線圈中抽出時(shí)靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)狀況。(1)圖甲電路中串聯(lián)定值電阻R主要是為了。

A.減小電路兩端的電壓,愛(ài)護(hù)電源B.增大電路兩端的電壓,愛(ài)護(hù)電源C.減小電路中的電流,愛(ài)護(hù)靈敏電流計(jì)D.減小電路中的電流,便于視察靈敏電流計(jì)的讀數(shù)(2)試驗(yàn)操作如圖乙所示,當(dāng)磁鐵向上抽出時(shí),電流計(jì)G中指針是(選填“左”或“右”)偏;接著操作如圖丙所示,推斷此時(shí)條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)是(選填“插入”或“抽出”)線圈。

答案:(1)C(2)右抽出解析:(1)電路中串聯(lián)定值電阻,目的是減小電流,愛(ài)護(hù)靈敏電流計(jì),故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。(2)在題圖乙中,當(dāng)磁鐵向上抽出時(shí),磁通量減小,依據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同,則流過(guò)電流計(jì)的電流方向?yàn)閺南峦?所以電流計(jì)指針向右偏;在題圖丙中,感應(yīng)電流流過(guò)電流計(jì)的方向是從上往下,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,與原磁場(chǎng)方向相同,知磁通量在減小,即磁鐵抽出線圈。12.(10分)在探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗(yàn)中,所需的試驗(yàn)器材如圖所示?，F(xiàn)已用導(dǎo)線連接了部分試驗(yàn)電路。(1)請(qǐng)畫(huà)實(shí)線作為導(dǎo)線從箭頭1和2處連接其余部分電路。(2)試驗(yàn)時(shí),將線圈L1插入線圈L2中,閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,視察到電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這個(gè)現(xiàn)象揭示的規(guī)律是。

(3)某同學(xué)設(shè)想使線圈L1中電流逆時(shí)針(俯視)流淌,線圈L2中電流順時(shí)針(俯視)流淌,可行的試驗(yàn)操作是。

A.抽出線圈L1B.插入軟鐵棒C.使變阻器滑片P左移D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)答案:(1)如圖所示(2)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變更,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(3)BC解析:(1)將箭頭1、線圈L1、箭頭2依次連接起來(lái)組成閉合回路;線圈L2與電流計(jì)連接起來(lái)組成閉合回路。(2)閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,流過(guò)線圈L1的電流瞬間增大,產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,穿過(guò)線圈L2的磁通量增大,線圈L2中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),有感應(yīng)電流流過(guò)電流計(jì),該試驗(yàn)表明穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變更,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)要使兩線圈中的電流方向相反,只需使線圈L1產(chǎn)生的磁通量漸漸增大,可行的方法有插入軟鐵棒或增大線圈L1中的電流(即使變阻器滑片P左移),選項(xiàng)B、C正確。三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最終答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)13.(9分)如圖所示,一對(duì)傾斜的光滑平行金屬導(dǎo)軌,其平面與水平面的夾角為30°,導(dǎo)軌間距為l,接在兩導(dǎo)軌間電阻的阻值為R。在與導(dǎo)軌垂直的虛線邊界下側(cè),有方向垂直導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒,在導(dǎo)軌上從距虛線邊界上方l處由靜止釋放,導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g。求:(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小;(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。答案:(1)gl(2)1解析:(1)設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律有mglsin30°=1解得v0=gl。(2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,感應(yīng)電流為I,導(dǎo)體棒所受安培力的大小為F,E=Blv0,I=E2R由力的平衡條件有F=mgsin30°解得B=1l14.(9分)如圖所示,在區(qū)域Ⅰ(0≤x<s)和區(qū)域Ⅱ(s<x≤2s)內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為2B和B,方向相反,且都垂直于xOy平面。邊長(zhǎng)為l(l<s)的正方形金屬線框abcd,質(zhì)量為m,電阻為R,ab邊位于區(qū)域Ⅰ的左邊界。在平行于x軸方向的拉力F作用下,線框以v=2B2l(1)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ過(guò)程中,ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab;(2)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ過(guò)程中,拉力F的大小;(3)當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí),撤去拉力F,此后線框在離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。答案:(1)3B3l4mR解析:(1)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ過(guò)程中,ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E1=2Blv電流I1=E1R,依據(jù)歐姆定律Uab=I1·可得Uab=3B(2)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ過(guò)程中,ab邊和cd邊同時(shí)切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E2=2Blv+Blv電流I2=E2R,線框受到的安培力F安=2BI2l+BI由平衡方程F=F安可得F=18B(3)線框在離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ的過(guò)程中,由動(dòng)量定理得-BI3lt=mv'-mv電流I3=E3R,由法拉第電磁感應(yīng)定律E3由能量守恒定律Q=12mv2-12可得Q=3B15.(12分)如圖所示,豎直固定的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ,間距l(xiāng)=0.2m,其電阻不計(jì)。完全相同的兩根金屬棒ab、cd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=0.2Ω,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)軌平面對(duì)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作用下由靜止起先向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)位移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,重力加速度g取10m/s2。求:(1)恒力F的大小;(2)ab棒由靜止到最大速度通過(guò)ab棒的電荷量q;(3)ab棒由靜止到達(dá)到最大速度過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。答案:(1)0.2N(2)0.05C(3)5×10-3J解析:(1)當(dāng)棒ab達(dá)到最大速度時(shí),對(duì)ab和cd的整體F=2mg=0.2N。(2)ab棒由靜止到最大速度通過(guò)ab棒的電荷量q=ItI解得q=Blx2R=1×0(3)棒ab達(dá)到最大速度vm時(shí),對(duì)棒cd有BIl=mg由閉合電路歐姆定律知I=E棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blvm代入