1、一、单项选择题1.（辽宁省丹东市四校协作体2013届高三摸底考试）许多科学家在物理学发展的过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是（ ）A. 法拉第发现了“磁生电”现象，安培发现了电流的磁效应B. 牛顿在自由落体运动研究中把实验和逻辑推理和谐的结合了起来C. 卡文迪许发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球间引力的大小D. 法拉第提出了电场的观点，说明处于电场中的电荷所受到的力是电场给予的 1.D 解析：奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象即“磁生电”现象；伽利略在自由落体运动研究中把实验和逻辑推理和谐的结合了起来；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的值；法拉第提出了电
2、场的观点，说明处于电场中的电荷所受到的力是电场给予的。只有选项D正确。本题答案为D。 2.（河南省新乡许昌平顶山三市2013届高三第一次调研考试理科综合能力测试）矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则A.从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB.从0到t1时间内，导线框中电流越来越小C.从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD.从0到t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大2.C 解析：根据楞次定律，从0到t1时间内和从t1到t2时间内，导线框中电流的方向
3、均为adcba，选项A错误，C正确；设线框围成的面积为S，则线框中的感生电动势E=，因为从0到t2时间内，是定值，所以E是定值，导线框中的电流I恒定不变，选项B错误；从0到t2时间内，导线框中的电流I恒定不变，导线框bc边受到的安培力F=BIlbcB，所以该安培力先减小后增大，选项D错误。本题答案为C。3（江西省临川一中、师大附中2013届高三上学期8月联考物理试卷）如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是（ ）A穿过弹性圆环的磁通量增大B从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C弹性圆环中无感应电
4、流D弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外3.B 解析：竖直向下穿过条形磁铁的磁感线与磁铁外部的磁感线形成闭合曲线，竖本题答案为B。4（江西省临川一中、师大附中2013届高三上学期8月联考物理试卷）物理学家通过艰辛的实验和理论研究探究自然规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是A开普勒发现了行星运动三定律，从而提出了日心学说B牛顿发现了万有引力定律但并未测定出引力常量GC奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律4.B 解析：哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星运动三定律，选项A错误；牛顿发现了万有引力
5、定律但并未测定出引力常量G，是卡文迪许测出了引力常量G的值，选项B正确；奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，选项C错误；法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律，即楞次定律，选项D错误。本题答案为B。5（广东省湛江二中2013届高三上学期第一次月考理综试题）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同5.C 解析：根据法拉
6、第电磁感应定律，显然，感应电动势的大小与线圈的匝数、磁通量的变化率有关，而与磁通量的大小无关，并且穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，选项AB错误，C正确；根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向与原磁场变化的方向相反，即“增反减同”，选项D错误。本题答案为C。6.（浙江省台州中学2012届高三5月调考试题试题）如图所示，虚线为磁感应强度大小均为B的两匀强磁场的分界线，实线MN为它们的理想下边界。边长为L的正方形线圈电阻为R，ab边与MN重合，且可以绕过a点并垂直线圈平面的轴以角速度匀速转动，则下列说法正确的是A.从图示的位置开始逆时针转动180的过程中，线框中感应电流方向始终为逆时针B.从
7、图示的位置开始顺时针转动90到180这段时间内，线圈完全在磁场中时无感应电流C.从图示的位置顺时针转动180的过程中，线框中感应电流的最大值为D.从图示的位置开始顺时针方向转动270的过程中，通过线圈的电量为6.C 解析：从图示的位置开始逆时针转动90的过程中，线框中无感应电流，选项A错误；从图示的位置开始顺时针转动90到180这段时间内，穿过线圈的磁通量竖直向下，并且逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律，线圈中有感应电流，选项B错误；从图示的位置顺时针转动180的过程中，当对角线ac经过虚线位置时，对角线ac左右两侧切割磁感线产生的感应电动势方向相同，线圈中的感应电动势和感应电流最大，所以Ema
8、x=2B（L）2=2BL2，Imax=Emax/R=2BL2/R，选项C正确；根据可知，从图7（北京市清华附中2012届高三下学期5月份考前适应性训练）如图1所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t = 0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直，且接触良好，通过R的感应电流随时间t变化的图象如图2所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量、磁通量的变化率、棒两端的电势差和通
9、过棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是7.B 解析：根据题意，I=E/（R+r），q=，I=kt，联立以上各式可得，q=，显然，只有选项B正确。8（江西师大附中2012年高三5月模拟考试理科综合试卷）如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀
10、速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（）A回路中的电流强度为 Bab杆所受摩擦力mgsinCcd杆所受摩擦力为（mgsin+） D与v1大小的关系为8.C 解析：cd杆不切割磁感线，所以ab杆相当于电源，回路中的电流强度为，选项A错误；ab杆所受摩擦力为mgcos，选项B错误；根据右手定则可知，闭合回路中的感应电流方向是abdca，根据左手定则可知，cd杆会受到垂直于AEFC导轨平面向下的安培力作用，cd杆所受摩擦力为，（mgsin+BIL）=（mgsin+），选项C正确；根据ab杆的平衡条件有，所以，选项D错误。本题答案为C。9（河北省五校联盟2013届高三第一学期调研测试）如图所示，A
11、是一个边长为L的正方形导线框，每边长电阻为r。现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域。以顺时针方向为电流的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则bc两点间的电势差随时间变化的图线应为9.B 解析：线框进入磁场前即0tL/v时，Ubc=0；线框进入磁场的过程即L/vt2L/v时，bc边切割磁感线，其相当于电源部分，其他三边相当于外电路，根据右手定则可知，b端电势高于c端，所以Ubc=；线框完全进入磁场后即2L/vt4L/v时，Ubc=BLv。综上分析，选项B正确。10.（辽宁省丹东市四校协作体2013届高三摸底考试）如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属导
12、轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨。金属杆受到的安培力用F安表示，则关于下图中F与F安随时间t变化的关系图象可能正确的是（ ）10.B 解析：设金属杆的长度为l，质量为m，速度大小为v，加速度为a，d、e间电阻的阻值为R，根据题意，F安=，F1-F安=ma；题图四个选项中，F安t，说明vt，a一定，F1-F安的值恒定，比较四个图象，只有选项B满足这一要求，所以只有选项B可能。本题答案为B。11.（辽
13、宁省丹东市四校协作体2013届高三摸底考试）单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO/匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为m，线框中的最大感应电动势为Em，从线圈平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是（ ）A当穿过线框的磁通量为m/2时刻，线框中的感应电动势为Em/2B线框中的电流强度随时间按余弦规律变化C线框转动的角速度为Em/mD线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化11.A 解析：设线框转动的角速度为，根据题意，线圈中的感应电动势的瞬时表达式12（湖北省部分重点中学2013届高三上学期起点考试理综试题）如图所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻
14、为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。由此可知，下列说法正确的是Cr2rBA电容器所带电荷量为 B电容器所带电荷量为C电容器下极板带正电 D电容器上极板带正电12.D 解析：闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当于电源，电容器两极板间的电压等于路端电压；线圈产生的感应电动势为E=nS=E=nSk，路端电压U=E/2=nSk/2，电容器所带电荷量为Q=CU=nSkC/2，选项AB错误；根据楞次定律，感应电流从线圈的右端流到左端，线圈的左端电势高，电容器上极板带正电，选项C错误，D正确
15、。本题答案为D。13（湖北省部分重点中学2013届高三上学期起点考试理科综合试题）边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是：13.B 解析：该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l有=，所以E电动势=Bl有v=，选项A错误，B正确；F外力=，选项C错误；P外力功率=F外力vF外力x2，选项D错误。本题答案为B。14.（安徽省安师大附中2013届高三第一次摸底考试物理试卷）如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框
16、，边的边长为，边的边长为，线框的质量为，电阻为，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为，斜面上线（平行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的边始终平行底边，则下列说法正确的是A线框进入磁场前运动的加速度为B线框进入磁场时匀速运动的速度为C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程产生的焦耳热为14.D 解析：设线框进入磁场前，线框和重物的加速度大小均为a，绳上弹力大小为T，则T-mgsin=ma，Mg-T=Ma，联立可得a=，选项A错误；设线框进入磁场时做匀速运动的速度为v，则根据线框的平衡条件可得
17、mgsin+F安=Mg，其中F安=，可得v=，选项B错误；线框做匀速运动的总时间t=l2/v=，选项C错误；根据能量守恒定律，该匀速运动过程中系统减少的重力势能等于产生的焦耳热，所以Q=，选项D正确。本题答案为D。15.（浙江省温州八校2013届高三9月期初联考物理试卷）如图所示的四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流的正方向。则在如图所示的四个情景中，产生的感应电流随时间
18、的变化规律如图所示的是（ ）15.C 解析：选项AB中的正方形线框进入磁场后切割磁感线的有效长度在变化，产生的感应电动势和感应电流也要变化，所以选项AB排除；根据右手定则，选项CD中的线框刚进入磁场时的感应电流方向分别是从P点指向O点和从O点指向P点，据此可知，选项C正确，D错误。本题答案为C。二、多项选择题16.（江苏省徐州市2013届高三模底考试物理试题）如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是A穿过线框的磁通量不变B线框中产生顺时针方向的感应电流C线框中产生逆时针方向的感应电流 D线框所受安培力的合力向左16.BD 解析：
19、根据右手螺旋定则，穿过线框的磁感线垂直于纸面向下，当电流逐渐减弱时，电流周围的磁感应强度减小，穿过线框的磁通量减小，再根据楞次定律，为了阻碍磁通量的“减小”，线框中产生顺时针方向的感应电流，同时，线框具有水平向左运动的趋势，即线框所受安培力的合力向左，选项AC错误，BD正确。本题答案为BD。17（广东省揭阳一中、潮州金山中学2013届高三联合摸底考试）如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中A导体框中产生的感应电流方向相同 B导体框中产生的焦耳热相同C导体框
20、ad边两端电势差相同 D通过导体框截面的电量相同17.AD 解析：根据右手定则可知，导体框中产生的感应电流均是沿顺时针方向，选项A正确；导体框中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，设导线框的边长为l，当以速度v匀速拉出时，Q1=F安l=，所以导体框中产生的焦耳热不同，选项B错误；当以速度v匀速拉出时，cd边切割磁感线产生感应电动势，cd边相当于电源，导体框ad边两端电势差U1=，当以速度3v匀速拉出时，ad边切割磁感线产生感应电动势，ad边相当于电源，导体框ad边两端电势差等于路端电压，其大小为U2=，选项C错误；两个过程中，通过导体框截面的电荷量均为，选项D正确。本题答案为AD。18.（湖北省
21、部分重点中学2013届高三上学期起点考试理科综合试题）两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则A金属棒在最低点的加速度小于gB回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量C当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大D金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度18.AD解析：金属棒从静止释放后，向下做加速运动，金属棒受到竖直向下的重力、19（江苏省镇江市2012届高三下学期5月高考模拟考试物理试卷）如图所示的电
22、路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是 （A） （B） （C） （D）19.BC解析：电路稳定时即t1时刻之前，I1I2，电流方向均是从上到下；t1时刻断开开关S后，D1、D2和D3形成闭合回路，流过D1的电流方向不变，大小逐渐减小，流过D2的电流方向从下往上，即发生突变，其大小也突然增大到I1，并从I1逐渐减小到零。综上分析，选项BC
23、正确。20.（江苏省南师大附中2012届高三5月份模拟考试试卷）如图电路中，电源有内阻，线圈L的电阻可以不计，A、B两灯完全相同，C为电容器下列判断中正确的有A. 在K1闭合，K2、K3断开的状态下，合上K2瞬间，B灯的亮度不受影响B. 在K1、K2都闭合，K3断开的状态下，断开K1瞬间，B灯先变得更亮，然后逐渐熄灭C. 在K1、K2断开，K3闭合的状态下，合上K1，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮然后又稍稍变暗D. 在K1、K3闭合，K2断开的状态下，断开K1，A、B灯都逐渐变暗，并同时熄灭20. CD 解析：在K1闭合，K2、K3断开的状态下，合上K2瞬间，电容器充电，电容为CD。三、非选择题2
24、1.（浙江省温州八校2013届高三9月期初联考物理试卷）如图所示，足够长的粗糙斜面与水平面成放置，在斜面上虚线和与斜面底边平行，且间距为，在围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为；现有一质量为，总电阻为，边长也为的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置PQ边与重合，现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当金属线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为，不计其他阻力，求：(取,)（1）线圈向下返回到磁场区域时的速度；（2）线圈向上离开磁场区域时的动能；（3）线圈向下通过磁场过程中，线圈电阻上产生的焦耳热。 21.解析：（1）向下进入磁场时，有
25、，其中, , 解得：。（2）线圈离开磁场到最高点有：，线圈从最高点到进入磁场有:，其中，解得：。（3）向下匀速通过磁场过程，解得：22.（安徽省池州一中2013届高三年级第一次月考理科综合试题）如图所示，由导线制成的正方形线框边长L，每条边的电阻均为R，其中ab边材料较粗且电阻率较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计。线框可绕与cd边重合的水平轴OO自由转动，不计空气阻力及摩擦。若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中，线框从水平位置由静止释放，历时t到达竖直位置，此时ab边的速度为v，重力加速度为g。求：（1）线框在竖直位置时，ab边两端的电压及其所受安培力的大小。（2）这
26、一过程中感应电动势的有效值。（3）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量。22.解析：（1）ab边切割磁感线产生感应电动势为E=BLv，线框中的电流为I=E/4R，ab两端的电压为Uab=I3R=BLv，ab边所受安培力为F安=BIL=B2L2v/4R。（2）线框下落过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热，所以有mgL-mv2=Q，又因Q=（E有/4R）2（4R）t，解得：E有=2。（3）对于线框的下摆过程，垂直磁场线框的面积变化为S=L2，线框中的平均感应电动势为=/t，线框中的平均电流=。23. （江苏省南师大附中2012届高三5月份模拟考试试卷）如图所示，线圈焊接车间的水平传送带不停
27、地传送边长为L，质量为m，电阻为R的正方形线圈，传送带始终以恒定速度v匀速运动。在传送带的左端将线圈无初速地放到传送带上，经过一段时间，线圈达到与传送带相同的速度，已知当一个线圈刚好开始匀速运动时，下一个线圈恰好放到传送带上，线圈匀速运动时，相邻两个线圈的间隔为L，线圈均以速度v通过一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，匀强磁场的宽度为3L。求：（1）每个线圈通过磁场区域产生的热量Q；（2）电动机对传送带做功的功率P?（3）要实现上述传送过程，磁感应强度B的大小应满足什么条件？(用题中的m、R、L、v表示)23.解析：（1）每个线圈穿过磁场过程中有电流的运动距离为2L，t穿=，E=BLv，
28、P=，产生热量QPt穿，解得Q=。（2）每个线圈从投放到相对传送带静止，运动的距离是一样的设投放时间间隔为T，则v-t图如图所示，可得2L=vT，v=aT，传送带做加速运动f=mg=ma，在T时间内，传送带位移为s传=vT，线圈位移为s线=T，摩擦产生的热为Q摩擦=mgs相对=mgT，线圈中焦耳热Q焦耳=T，有PT=Q摩擦mv2+Q焦耳，代入以上各式，得P=+。（3）为保持线圈通过磁场过程中不产生滑动，安培力必须不超过滑动摩擦力，应有BIL=mg，代入（2）中有关各式，得B。24（江西省临川一中、师大附中2013届高三上学期8月联考物理试卷）如图所示，水平方向有界匀强磁场的高度h=1m、磁感应
29、强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE，宽L=1m，质量m=0.25kg，AC、CE的长度都大于h，AB边的电阻RAB=1、CD边的电阻RCD=2、EF边的电阻REF=3，其余电阻不计。线框由静止下落，AB边进入磁场时恰能匀速运动，不计空气阻力，g取10m/s2。求：（1）开始下落时，线框AB边离磁场上边界的高度h1为多少？（2）若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动，AB边与CD边的距离h2为多少？（3）在满足（1）（2）前提下，若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动，则从开始下落到EF边离开磁场过程中，线框中产生的焦耳热Q为多少？24.解析：（1）AB边匀速进磁场，设速度为v1，则
30、 （2）CD边匀速进磁场，设速度为v2， （3）EF边匀速进磁场，设速度为v3，则 （5分）（3）另解：只有AB边、CD边、EF边在磁场中运动时，线框中才产生热量，现在三个边在磁场中均做匀速运动， 所以：。25.（福建省福州一中2012届高三下学期5月理科综合校模拟）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R1=0.50，它的引出线接有R2=9.5的小电珠L外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有
31、电流通过电珠当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正，忽略左右往复运动的转换时间）求：（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出00.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；（4）该发电机的输出功率P25解析：（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为 线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势 （2）感应电流 根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，产生的感应电流在图（甲）中是由D向下经过电珠L流向C的于
32、是可得到如答图所示的电流随时间变化的图象 （3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力 （4）发电机的输出功率即灯的电功率26（广东省珠海市2013届高三上学期9月摸底考试理科综合试题）如图为某同学设计的速度选择装置，两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成角，上端接滑动变阻器R，匀强磁场B0垂直导轨平面向上，金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。滑动变阻器R两端连接水平放置的平行金属板，极板间距为d，板长为2d，匀强磁场B垂直纸面向内。粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子，粒子的质量为m0，电荷量为q，ab棒的电阻为r，滑动变阻器的最大阻值为
33、2r，其余部分电阻不计，不计粒子重力。（1）（7分）ab棒静止未释放时，某种粒子恰好打在上极板中点P上，判断该粒子带何种电荷？该粒子的速度多大？（2）（5分）调节变阻器使R=0.5r，然后释放ab棒，求ab棒的最大速度？（3）（6分）当ab棒释放后达到最大速度时，若变阻器在rR2r范围调节，总有粒子能匀速穿过平行金属板，求这些粒子的速度范围？26解析：（1）由左手定则可知：该粒子带正电荷。 粒子在磁场中做圆周运动，设半径为r，速度为v0，根据几何关系有：，得：粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律：，得：。（2）ab棒达到最大速度时做匀速运动：，对回路，由闭合电路欧姆定律：，由得：。（3）当ab棒达到最大速度时，设变阻器接入电路电阻为R，电压为U，由式得： 对变阻器，由欧姆定律： 极板电压也为U，粒子匀速运动： 由得： 因R为：，故粒子的速度范围为：。