1、2016-2017学年江西省南昌十中高二（上）期末物理试卷一.选择题1以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是（）A奥斯特发现了电流的磁效应B法拉第发现了电磁感应现象C楞次认为感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反D麦克斯韦认为磁场变化会在空间激发一种电场，叫做感生电场2穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小后变大3下面各单位中不
2、属于电动势的单位（伏特）的是（）AHA/sBAm2/sCJ/CDWb/s4如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左5如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域从bc边进入磁场开始到a点离开的过程中，线框中感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正
3、方向）是下图中的（）ABCD6如图所示，灯泡与自感线圈并联，灯泡的电阻为R1，线圈的直流电阻为R2，且R1R2，S闭合稳定时通过灯泡和线圈的电流分别为i1和i2，当K断开时，则流过灯泡的电流方向和灯的亮暗情况是（）A当断开K瞬间，灯突然亮一下然后才逐渐熄灭B当断开K瞬间，灯既不突然变亮，也不突然变暗，只是逐渐熄灭C当K断开时，流过灯泡的电流方向仍为从左向右D当K断开时，流过灯泡的电流方向变为从右向左7一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，当把它接到一正弦波形交流电源上时，消耗的功率是，则该交流电源的电压的最大值是（）A7.07VB5VC14.14VD10V8如图电路中，A1、A2、
4、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1，R2，R3的阻值相同，线圈L的电阻不计，在某段时间内理想变压器原副线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内（）A电流表A1的示数表A2的小B电流表A2的示数表A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表A3的示数为零9一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（）A该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）VB该交流电的频率为25HzC该交流电的电压的有效值为100VD若将该交流电压加在阻值为R=100的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W10如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知B=，导体棒DE在
5、框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R0，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻，关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的下列四个图象中可能正确的是（）ABCD二.填空题11如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为 ，若使框架绕OO转过60角，则穿过线框平面的磁通量为 ；若从初始位置转过90角，则穿过线框平面的磁通量为 ；若从初始位置转过180角，则穿过线框平面的磁通量变化量为 12如图所示，长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平
6、面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，则a、b两端的电势差为 13如图所示，线圈面积S=1105m2，匝数n=100，两端点连接一电容器C=20F，线圈中的匀强磁场的磁感应强度按=0.1T/s增加，则电容器所带电量为 C14如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导线上端接有电阻R=0.5，导线与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中，轨杆稳定下落时，每秒钟有2J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v= m/s，杆的质量为 kg三.计算题15如图宽0.5m的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，B=1T，一边长为0.2m的正方形线
7、框位于纸面内以垂直于磁场边界的恒定速率v=0.2m/s通过磁场区域，线框电阻为1，请计算线框进入磁场时的感应电动势和感应电流的大小16如图用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为10匝，半径rA=2rB，在线圈B所围的区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，问：（1）线圈A、B中产生的感应电动势之比EA：EB为多少？（2）两线圈中感应电流之比IA：IB为多少？17如图，已知n1：n2=4：3，R2=100，变压器没有功率消耗，在原线圈上加上交流电压U1=40sin100tV，求R2上的发热功率是多少？若R1=25，发热功率与R2一样，求流过原线圈的电流I1是多少？18如图甲所示，两根足够长的
8、平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L=0.2m，一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的vt图象如图乙所示（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）t=10s时拉力的大小及电路的发热功率（2）在010s内，通过电阻R上的电量19如图所示，PQ、MN是水平面内相互平行的足够长金属导轨，金属导轨的电阻不计，在金属导轨的P端和M端之间用导线接入理想交流电流表A和阻值R=2的电阻，在y=2sinx（m）的图线与x轴合围的区域内有B
9、=lT的匀强磁场，磁场方向竖直向下一质量m=1kg阻值r=1.14的金属棒ab从x=0处开始在水平外力F作用下，以v=3.14m/s的恒定速度沿x轴正方向运动，已知金属棒ab与金属导轨间的动摩擦因数=0.2，g取10m/s2试求：（1）作用在金属棒上外力的最大值；（2）交流电流表的示数；（3）在=50s内外力做的功2016-2017学年江西省南昌十中高二（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一.选择题1以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是（）A奥斯特发现了电流的磁效应B法拉第发现了电磁感应现象C楞次认为感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反D麦克斯韦认为磁场变化会在空间激
10、发一种电场，叫做感生电场【考点】1U：物理学史【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【解答】解：A、丹麦的物理学家奥斯特发现了电流的磁效应故A正确B、法拉第研究了电磁感应现象，发现了电磁感应现象、磁场产生电流的条件和规律故B正确C、根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同故C错误D、麦克斯韦认为磁场变化会在空间激发一种电场，叫做感生电场故D正确本题选不正确的，故选：C2穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）
11、A图中，回路产生的感应电动势恒定不变B图中，回路产生的感应电动势一直在变大C图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生感应电动势D图中，回路产生的感应电动势先变小后变大【考点】D8：法拉第电磁感应定律；D7：磁通量【分析】根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象的斜率k=运用数学知识结合磁通量随时间t变化的图象解决问题【解答】解：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即E=N结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象的斜率k=A、图中磁通量不变，无
12、感应电动势故A错误B、图中磁通量随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，也就是说产生的感应电动势不变故B错误C、图中回路在Otl时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1，在tlt2时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现：k1大于k2的绝对值所以在Otl时间内产生的感应电动势大于在tlt2时间内产生的感应电动势故C错误D、图中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确故选：D3下面各单位中不属于电动势的单位（伏特）的是（）AHA/sBAm2/sCJ/CDWb/s【考点】3A：力学单位制；B9：电源的电动势和内阻【分析】物理学中，各个物理量都有
13、自己专用的单位，电动势的单位是伏特，简称伏，符号V，列出各个物理量的单位，结合物理公式分析即可【解答】解：A、电感上电压计算公式U=L可知，1V=1HA/s，故A正确；B、根据U=IR可知，1V=1A1Am2/s，故B错误；C、根据U=可知，1V=1J/C，故C正确；D、根据可知，1V=1Wb/s，故D正确本题选错误的故选：B4如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在0时间内，直导线中电流向上，则在T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的
14、合力方向向右C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左【考点】DB：楞次定律；CC：安培力【分析】在T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则判断出直导线周围的磁场，根据磁场的变化，通过楞次定律判断出金属线框中的感应电流，从而通过受力判断线框所受安培力的合力【解答】解：在T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力
15、大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右故C正确，A、B、D错误故选：C5如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域从bc边进入磁场开始到a点离开的过程中，线框中感应电流的情况（以逆时针方向为电流的正方向）是下图中的（）ABCD【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；BB：闭合电路的欧姆定律【分析】先根据楞次定律判断出线框中产生的感应电流方向；再分析E=BLv和I=两个公式得到线框中感应电流与时间的关系，再选择图象【解答】解：设线框从进入磁场开始运动的时间为t，设a=，ab=L根据楞次定律判断可知，线框进入磁场过程中线框中产生的感应电流方向为逆时针方向，为正
16、值；完全进入磁场过程中没有感应电流；出磁场的过程中感应电流方向为顺时针方向，为负值进入磁场过程：I=v=+出磁场过程与进入磁场过程感应电流的变化情况相反，故由数学知识得知A正确故选A6如图所示，灯泡与自感线圈并联，灯泡的电阻为R1，线圈的直流电阻为R2，且R1R2，S闭合稳定时通过灯泡和线圈的电流分别为i1和i2，当K断开时，则流过灯泡的电流方向和灯的亮暗情况是（）A当断开K瞬间，灯突然亮一下然后才逐渐熄灭B当断开K瞬间，灯既不突然变亮，也不突然变暗，只是逐渐熄灭C当K断开时，流过灯泡的电流方向仍为从左向右D当K断开时，流过灯泡的电流方向变为从右向左【考点】DE：自感现象和自感系数【分析】线圈
17、的特点是闭合时阻碍电流的增大，断开时产生一自感电动势相当于电源，与R1组成闭合回路，R1的右端电势高当灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关K时，灯泡中原来的电流突然减小到零，线圈中电流开始减小，磁通量减小产生感应电动势，产生自感现象，根据楞次定律分析线圈中电流的变化【解答】解：在K断开前，自感线圈L中有向右的电流，断开K后瞬间，R2的电流要减小，于是R2中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零原来跟R2并联的灯泡R1，由于电源的断开，向右的电流会立即消失但此时它却与R2形成了串联的回路，R2中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡R1中流过，方向由右经过灯泡到左侧因此，灯泡不会立即熄
18、灭，而是渐渐熄灭，灯泡中的电流的方向与原电流方向相反；由于R1R2，所以通过灯泡和线圈的电流关系为i1i2，通过小灯泡的电流不可能再增大，所以小灯泡不可能闪亮一下，而是先突然变答比原来暗，然后逐渐熄灭，故ABC错误，D正确故选：D7一个电热器接在10V的直流电源上，消耗的功率是P，当把它接到一正弦波形交流电源上时，消耗的功率是，则该交流电源的电压的最大值是（）A7.07VB5VC14.14VD10V【考点】E4：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；BG：电功、电功率【分析】正弦波形交流电的电压有效值等于最大值的倍，根据功率表达式P=列式求解【解答】解：个电热器接在10V的直流电源上，消耗的
19、功率是P，有：P=当把它接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为Um，则：联立解得：Um=5V=7.07V故选：A8如图电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1，R2，R3的阻值相同，线圈L的电阻不计，在某段时间内理想变压器原副线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内（）A电流表A1的示数表A2的小B电流表A2的示数表A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表A3的示数为零【考点】EF：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用；E8：变压器的构造和原理【分析】由图可知副线圈电路中的磁通量的变化情况，则由电磁感应可得出产生的感应电流；根据电容器及电感器的性质可得出各表的
20、电流大小【解答】解：原线圈中磁场如图乙所示变化，可知原线圈中的磁通量均匀变化，故副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈L对恒定电流没有阻碍作用，所以电流表A1和A2的读数相同，而电容器“通交隔直”，所以电流表A3的读数为0故AB错误，CD正确；故选：CD9一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（）A该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）VB该交流电的频率为25HzC该交流电的电压的有效值为100VD若将该交流电压加在阻值为R=100的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W【考点】E3：正弦式电流的图象和三角函数表达式；E4：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频
21、率【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等【解答】解：A、由图可知，T=4102s，故f=25Hz，=2f=50rad/s，所以其表达式为u=100sin（50t）V，故A错误，B正确；C、由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为：U=50V，所以R消耗的功率为：P=50W，故C错误，D正确；故选：BD10如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知B=，导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为
22、R0，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻，关于回路中的电流I和电功率P随时间t变化的下列四个图象中可能正确的是（）ABCD【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；BB：闭合电路的欧姆定律【分析】由法拉第电磁感应定律列出电流与时间的表达式和功率与时间的表达式，找出相应的图象即可【解答】解：A、B设框架运动时间为t时，通过的位移为x=vt，则连入电路的导体的长度为：2xtan，则回路的总电阻为：R=R0（2xtan+）则电流与t的关系式为：I=，式中各量均一定，则I为一定值，故A正确，B错误C、D运动x时的功率为：P=I2R=I2R0（2xtan+），则P与x成正比，故C错误，D正确故选
23、：AD二.填空题11如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为BS，若使框架绕OO转过60角，则穿过线框平面的磁通量为BS；若从初始位置转过90角，则穿过线框平面的磁通量为0；若从初始位置转过180角，则穿过线框平面的磁通量变化量为2BS【考点】D7：磁通量【分析】图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积当它绕轴转过角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scos，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积线圈从图示转过90时，磁通量为零【解答】解：线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积故图示位置的磁通
24、量为：=BS；使框架绕OO转过60角，则在磁场方向的投影面积为S，则磁通量为BS；线圈从图示转过90的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过90时，磁通量为0；若从初始位置转过180角，则穿过线框平面的磁通量变化量为BSBS=2BS；故答案为：BS， BS；0；2BS12如图所示，长为L的金属棒ab，绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度匀速转动，磁感应强度为B，则a、b两端的电势差为【考点】D8：法拉第电磁感应定律；DC：右手定则【分析】金属棒中各点切割感线的速度不等，应用平均速度求解感应电动势的大小线速度与角速度的关系式v=L【解答】解：解法1：棒上
25、各处速率不等，故不能直接用公式E=BLv求由v=r可知，棒上各点线速度跟半径成正比，故可用棒的中点的速度作为平均切割速度代入公式计算由=有E=BL=BL2解法2：设经过t时间ab棒扫过的扇形面积为S，则S=LtL=L2t，变化的磁通量为=BS=BL2t，所以E=n=B=BL2（n=1）所以，a、b两端的电势差为BL2故答案为： BL213如图所示，线圈面积S=1105m2，匝数n=100，两端点连接一电容器C=20F，线圈中的匀强磁场的磁感应强度按=0.1T/s增加，则电容器所带电量为C【考点】D8：法拉第电磁感应定律；AP：电容【分析】由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由电容的定义式求
26、出电容器所带电荷量【解答】解：根据法拉第电磁感应定律=电容器两端的电压等于电源的电动势电容器所带的电荷量故答案为：14如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导线上端接有电阻R=0.5，导线与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中，轨杆稳定下落时，每秒钟有2J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=20m/s，杆的质量为0.01kg【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；BB：闭合电路的欧姆定律【分析】当杆MN达到稳定状态时匀速下滑，重力势能转化为电能，根据能量守恒可知，整个电路消耗的电功率等于MN棒的重力功率，列式即可求得M
27、N杆的下落速度v杆匀速下落，根据平衡条件可求得杆的质量【解答】解：杆稳定下落时做匀速运动，重力的功率等于电路的电功率，设重力的功率为P，由题意有：P=2W根据功能关系有： P=由法拉第电磁感应定律得：E=Blv联立、得：P=代入数据得：v=20m/s；由于杆做匀速运动，由平衡条件可知，mg=BIl 而I=联立、解得：m=0.01kg故答案为：20；0.01三.计算题15如图宽0.5m的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，B=1T，一边长为0.2m的正方形线框位于纸面内以垂直于磁场边界的恒定速率v=0.2m/s通过磁场区域，线框电阻为1，请计算线框进入磁场时的感应电动势和感应电流的大小【考点】
28、D9：导体切割磁感线时的感应电动势；BB：闭合电路的欧姆定律【分析】根据切割产生的感应电动势公式求出感应电动势大小，结合欧姆定律求出感应电流的大小【解答】解：线框切割产生的感应电动势E=BLv=10.20.2V=0.04V感应电流的大小I=答：线框进入磁场的感应电动势为0.04V，感应电流的大小为0.04A16如图用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为10匝，半径rA=2rB，在线圈B所围的区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，问：（1）线圈A、B中产生的感应电动势之比EA：EB为多少？（2）两线圈中感应电流之比IA：IB为多少？【考点】D8：法拉第电磁感应定律；BB：闭合电路的欧姆定律
29、【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律E=n=n，研究A、B环中感应电动势之比EA：EB（2）根据电阻定律求出两环电阻之比，再欧姆定律求解感应电流之比IA：IB【解答】解：（1）根据法拉第电磁感应定律E=n=n，题中n相同，相同，有效面积S也相同，则得到A、B环中感应电动势之比为EA：EB=1：1（2）根据电阻定律R=，L=n2r，n、s相同，则电阻之比 RA：RB=rA：rB=2：1根据欧姆定律I=得，产生的感应电流之比IA：IB=1：2答：（1）线圈A、B中产生的感应电动势之比EA：EB为1：1（2）两线圈中感应电流之比IA：IB为1：217如图，已知n1：n2=4：3，R2=100，变压器
30、没有功率消耗，在原线圈上加上交流电压U1=40sin100tV，求R2上的发热功率是多少？若R1=25，发热功率与R2一样，求流过原线圈的电流I1是多少？【考点】E8：变压器的构造和原理【分析】理想变压器的电压与匝数成正比求出R2两端的电压，根据功率的公式即可求解R2上的发热功率；根据题意R3发热功率与R2一样，由P3即可求出流过R3的电流，根据能量守恒，输入功率等于输出功率即可求解原线圈的电流【解答】解：原线圈电压的有效值U1=20V；根据电压与匝数成正比知，U2=15V则R2上的发热功率是：P=4.5W；若R3=25时发热功率与R2相同，则P3=I32R3解得：I3=A根据输入功率等于输出
31、功率，有P1=2P即U1I1=24.5解得：I1=A；故答案为：4.5；18如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L=0.2m，一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的vt图象如图乙所示（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）t=10s时拉力的大小及电路的发热功率（2）在010s内，通过电阻R上的电量【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；37：牛顿第二定律【分析】（1）速度图象的斜率等于加速度，
32、由数学知识求出加速度根据牛顿第二定律和法拉第电磁感应定律、欧姆定律、运动学公式结合求解拉力的大小根据公式P=求解电路的发热功率（2）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电量公式q=It求解通过电阻R上的电量【解答】解：（1）由vt图象可知：a=0.4m/s2由图可知，t=10s时，v=4m/s由牛顿第二定律，得：FF安=ma又F安=BILE=BLvI=v=at联立以上各式，代入数据得：F=+ma=+0.50.4=0.24N电路的发热功率为 P=0.16W（2）由q=t =（11）=BS=BL（12）联立以上各式，代入数据得：q=2C答：（1）t=10s时拉力的大小是0.24N，电路的发热功率是0
33、.16W（2）在010s内，通过电阻R上的电量是2C19如图所示，PQ、MN是水平面内相互平行的足够长金属导轨，金属导轨的电阻不计，在金属导轨的P端和M端之间用导线接入理想交流电流表A和阻值R=2的电阻，在y=2sinx（m）的图线与x轴合围的区域内有B=lT的匀强磁场，磁场方向竖直向下一质量m=1kg阻值r=1.14的金属棒ab从x=0处开始在水平外力F作用下，以v=3.14m/s的恒定速度沿x轴正方向运动，已知金属棒ab与金属导轨间的动摩擦因数=0.2，g取10m/s2试求：（1）作用在金属棒上外力的最大值；（2）交流电流表的示数；（3）在=50s内外力做的功【考点】E2：交流发电机及其产
34、生正弦式电流的原理；D8：法拉第电磁感应定律【分析】（1）作用在金属棒上的速度最大时金属棒上的外力最大；（2）交流电流表的示数为有效值（3）根据能量守恒求解【解答】解：（1）由题意分析可知，当金属棒ab运动到时，作用在金属棒上的外力最大，设最大值为Fm此时感应电动势为：Em=BLv 由欧姆定律得感应电流的大小此时金属棒所受到的安培力为：F=BImL 由题意得：对金属棒由平衡得：Fm=F+mg 代入数据得：Fm=10N（2）由题意可得，t时刻金属棒ab距离坐标原点的距离为：x=vt=3.14tm所以t时刻电路中感应电动势为：t时刻电路中感应电流为：所以电路中电流表的示数为：有功能关系得：W=Q焦+Q摩Q摩=mgx 代入数据得：W=942J答：（1）作用在金属棒上外力的最大值为10N；（2）交流电流表的示数为2A；（3）在=50s内外力做的功942J2017年6月28日
