1、高考资源网. 第九章 第3讲 1一个长方形的金属线框放在有界的匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直，如图所示，线框在水平恒力F作用下，由静止开始向左运动，一直到被拉出磁场在此过程中，若线框的速度逐渐增大，线框中的感应电流的大小随时间变化的图象可能是下列图中的()【解析】线框出磁场前，感应电流为零，拉出磁场的过程中，因线框的速度逐渐增大，线框中的感应电动势逐渐增大，则安培力逐渐增大，合力逐渐减小，速度增加越来越慢，感应电动势增加得越来越慢，电流的增加越来越慢，所以只有A图正确【答案】A2如下图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、
2、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后()A导体棒ef的加速度一定大于gB导体棒ef的加速度一定小于gC导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同D导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒【解析】开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑闭合开关时有一定的初速度v0，若此时F安mg，则F安mgma.若F安mg，则mgF安ma，F安不确定，A、B错误；无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的安培力和重力平衡，故C错误再根据能量守恒定律，D正确【答案】D3如图所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的
3、有界匀强磁场，线圈平面和磁场保持垂直设线圈下边刚进入磁场到上边刚进入磁场为A过程；线圈全部进入磁场内运动为B过程；线圈下边刚出磁场到上边刚出磁场为C过程则()A在A过程中，线圈一定做加速运动B在B过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动C在A和C过程中，线圈内电流方向相同D在A和C过程中，通过线圈某截面的电荷量一定不相同【解析】由于线圈从高处落下的高度未知，所以进入磁场时的初速度也不知，故进入磁场时，线圈在安培力和重力的作用下可能加速，也可能匀速或减速B过程中，线圈内不产生感应电流，只受重力作用，所以做匀加速运动，且机械能守恒由楞次定律知，A、C过程中电流方向相反，A过程为逆时针，C过程为顺时针
4、由公式qtt，A和C过程线圈磁通量的变化量相同，故通过线圈某截面的电荷量相同故正确选项为B.【答案】B4两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如下图所示除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()A释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度gB金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为FD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量【解析】本题考查感应电流方向的判断，电磁感应现象中的动力学问题和能量问题根
5、据楞次定律(或右手定则)可以判断，电阻R中的电流方向由ba，B选项错误；金属棒速度为v时，金属棒中产生的电动势EBLv，回路中电流I，安培力FILB，C选项正确；在金属棒下落过程中受重力、弹簧弹力和安培力作用，但释放瞬间，弹簧弹力为0，安培力为0，只受重力作用，所以加速度等于重力加速度g，A项错误；根据能量守恒定律，金属棒重力势能的减少量一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为焦耳热能及动能，D选项错误本题正确选项C.【答案】C5如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为
6、0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，则()Aab棒向上运动的速度为2 m/sBab棒受到的拉力大小为0.1 NC在2 s时间内，拉力做功为0.4 JD在2 s时间内，ab棒上产生的焦耳热为0.4 J【解析】cd棒受到的安培力等于它的重力，BLmg，v2 m/s，A正确ab棒受到向下的重力G和向下的安培力F，则ab棒受到的拉力FTFG2mg0.2 N，B错误在2 s内拉力做的功，WFTvt0.222 J0.8 J，C不正确在2 s内ab棒上产生的热量QI2Rt2Rt0.2 J，D不正确【答案】A
7、6(2010年日照测试)如图所示，光滑曲线导轨足够长，固定在绝缘斜面上，匀强磁场B垂直斜面向上一导体棒从某处以初速度v0沿导轨面向上滑动，最后又向下滑回到原处导轨底端接有电阻R，其余电阻不计下列说法正确的是()A滑回到原处的速率等于初速度大小v0B上滑所用的时间等于下滑所用的时间C上滑过程与下滑过程通过电阻R的电荷量大小相等D上滑过程通过某位置的加速度大小等于下滑过程中通过该位置的加速度大小【解析】导体棒从某处以初速度v0沿导轨面向上滑动至向下滑回到原处的过程中，有一部分机械能转化成电阻发热的内能，据能的转化和守恒定律得滑回到原处的速率小于初速度大小v0，选项A错误；因为导体棒上滑和下滑过程中
8、机械能不断减小，所以上滑过程通过某位置的加速度大小与下滑过程中通过该位置的加速度大小不同，上滑所用的时间和下滑所用的时间不同，选项B、D错误；上滑过程与下滑过程通过电阻R的电荷量大小相等，均为q，选项C正确【答案】C7(2009年福建省普通高中毕业班单科质量检查)如图甲所示，正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；导线框的电阻为R，边长为2L，在穿过磁场的整个过程中，导线框ab、cd两边始终保持与磁场边界平行，导线框平面始终与磁场方向垂直；导线框的速度大小为v，方向垂直于cd边，规定电流沿abcda为正方向(1)请在图乙中作出cd边进
9、入磁场到ab边离开磁场的过程中，导线框中感应电流随位移变化的ix图像；(2)求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q.【解析】(1)ix图象如图所示(2)cd边或ab边切割磁感线时，线框的感应电动势E2BLvIQI2Rt而tt1t2t1t2解得Q【答案】(1)见解析(2)8(2010年浙江六校联考)导体棒的电阻R2 ，质量m0.1 kg，长L0.5 m，导体棒MN架在光滑的金属框架上，金属框架与水平面的夹角为30，如下图所示，它们处于磁感应强度B为1 T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直.1 s后导体棒沿斜面向上滑行的距离是3 m时，MN刚好获得稳定的速度，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分
10、别为5 V、1 A，电动机内阻r为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，求：(1)导体棒能达到的稳定速度；(2)导体棒上产生的热量【解析】(1)电动机的机械功率PUIIr24 W导体棒在斜面上受力如图所示，导体棒在拉力F的作用下做加速度越来越小的加速运动，当导体棒达到稳定速度时，受力平衡，则mgsin FAF即mgsin 解得v4 m/s.(2)在导体棒上升的过程中能量守恒Ptmgxsin mv2QQ1.7 J.【答案】(1)4 m/s(2)1.7 J9(2009年山东潍坊质检)如下图甲所示，水平虚面PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁场，磁场方向分别水平向左和水平向右，磁感应强度大小均为B02 T
11、用金属条制成的闭合正方形框aabb边长L0.5 m，质量m0.3 kg，电阻R1 .现让金属框平面水平，aa边、bb边分别位于左、右两边的磁场中，且与磁场方向垂直，金属框由静止开始下落，其平面在下落过程中始终保持水平，当金属框下落至PQ前一瞬间，加速度恰好为零以金属框下落至PQ为计时起点，PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场，磁感应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示不计空气阻力及金属框的形变，g取10 m/s2.求：(1)金属框经过PQ位置时的速度大小；(2)金属框越过PQ后2 s内下落的距离；(3)金属框越过PQ后2 s内产生的焦耳热【解析】(1)当金属框的加速度恰好为零时，受到的安培
12、力与重力平衡F1安mgF1安2B0I1LI1解得v0.75 m/s.(2)经分析知金属框进入PQ下方后做竖直下抛运动，设2 s内下落的距离为hhvtgt2解得h21.5 m.(3)设金属框在PQ下方磁场中运动时产生的感应电流为I，感应电动势为E,2 s内产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律EL2由图象得2 T/sIQI2Rt解得Q0.5 J.【答案】(1)0.75 m/s(2)21.5 m(3)0.5 J10(2010年福建省龙岩市高中毕业班第一次质量检查理科综合能力测试)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨ef和gh水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面
13、平行且竖直在水平导轨和圆环上各放有一根质量为m，电阻为R与导轨垂直的金属杆ab、cd，其余电阻不计整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中当用水平向右的恒力Fmg拉细杆ab，并最终达到匀速运动时，杆cd恰好静止在圆环上某处，试求：(1)杆ab做匀速运动时，回路中的感应电流的大小和方向；(2)杆ab做匀速运动时的速度；(3)杆cd静止的位置距圆环最低点的高度【解析】(1)匀速时，拉力与安培力平衡FBIL得：I方向：ab或dc.(2)设匀速运动时金属棒ab的速度为v，产生的感应电动势为E，则EBLv回路电流I联立得：v.(3)设杆cd平衡时，和圆心的连线与竖直方向的夹角为.如右图杆受到重力、弹力、安培力三力平衡，则：tan 得：60由几何知识得：hr(1cos 60).【答案】(1)方向ab或dc(2)(3)w。w-w*k&s%5￥u
