1、试卷第 1页，总 8页 期末综合练习（二）期末综合练习（二）20202021 学年高二下学期物理人教版学年高二下学期物理人教版 （2019）选择性必修二）选择性必修二 一、单选题一、单选题 1如图所示，两个相同的灯泡 a、b 和电阻不计的线圈 L (有铁芯)与电源 E 连接，下列 说法正确的是 AS 闭合瞬间，a 灯发光 b 灯不发光 BS 闭合，a 灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭 CS 断开，b 灯“闪”一下后熄灭 DS 断开瞬间，a 灯左端的电势高于右端电势 2如图所示，竖直平面内放置相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨，上端接有 阻值为 R 的定值电阻，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂
2、直于导轨平面。将质量为 m 的导 体棒 AC 由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻， 重力加速度为 g，则在导体棒运动到稳定的过程中（） A导体棒先做加速运动，然后做减速运动 B导体棒中的电流方向为由 A 指向 C C导体棒运动的最大速度 22 mgR v B L D电阻产生的焦耳热等于导体棒重力势能的减少量 3如图所示，电源的内阻不计，电动势为 12 V，R18 ，R24 ，电容 C40 F， 则下列说法正确的是（） 试卷第 2页，总 8页 A开关断开时，电容器不带电 B将开关闭合，电容器充电 C将开关闭合后，稳定时电容器的电荷量为 4.810 4 C D若开关
3、处于闭合状态,将开关 S 断开,到再次稳定后,通过 R1的总电荷量为 3.210 4 C 4两圆环 A、B 置于同一水平面上，其中 A 为均匀带正电的绝缘环，B 为导体环，当 A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时， B 中产生如图所示方向的感应电 流。则（） AA 的转速减小，B 有扩张的趋势BA 的转速增大，B 有扩张的趋势 CA 的转速增大，B 有收缩的趋势DA 的转速减小，B 有收缩的趋势 5如图所示，AOC 是光滑的金属导轨，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，ab 是一根 金属棒， 立在导轨上， 它从静止开始在重力作用下运动， 运动过程中 b 端始终在 OC 上， a 端
4、始终在 OA 上，直到完全落在 OC 上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面 向里，则 ab 棒在上述过程中() A感应电流方向是 ba B感应电流方向是 ab C感应电流方向先是 ba，后是 ab D感应电流方向先是 ab，后是 ba 6如图所示，边长为 L 的菱形由两个等边三角形 abd 和 bcd 构成，在三角形 abd 内存 在垂直纸面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场， 在三角形 bcd 内存在垂直纸面向里的磁 感应强度也为 B 的匀强磁场 一个边长为 L 的等边三角形导线框 efg 在纸面内向右匀速 穿过磁场，顶点 e 始终在直线 ab 上，底边 gf 始终与直线 dc 重合规
5、定逆时针方向为电 试卷第 3页，总 8页 流的正方向，在导线框通过磁场的过程中，感应电流随位移变化的图象是（） AB CD 7如图所示的电路中，当开关断开后，灯 A 还可以延长发光时间，甚至还会闪亮一下， 关于灯 A 延长发光的能量从何而来，下列的说法正确的是() A电路中移动电荷由于有惯性，把动能转化为电能 B线圈的磁场能转化为电能 C导线发热产生的内能转化为电能 D以上说法都不对 二、多选题二、多选题 8有一水平的转盘在水平面内匀速转动，在转盘上放一质量为 m 的物块恰能随转盘一 起匀速转动，则下列关于物块的运动正确的是（） A如果将转盘的角速度增大，则物块可能沿切线方向飞出 B如果将转盘
6、的角速度增大，物块将沿曲线逐渐远离圆心 C如果将转盘的角速度减小，物块将沿曲线逐渐靠近圆心 D如果将转盘的角速度减小，物块仍做匀速圆周运动 9光滑绝缘曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是 y=x2，下半 部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y=a 的直线（图中的虚线所示） ， 试卷第 4页，总 8页 一个质量为 m 的小金属球从抛物线上 y=b （ba） 处沿抛物线自由下滑， 忽略空气阻力， 重力加速度值为 g则（） A小金属球沿抛物线下滑后最终停在 O 点 B小金属球沿抛物线下滑后对 O 点压力一定大于 mg C小金属球沿抛物线下滑后每次过 O 点速度一直在减小
7、 D小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量是 mg（ba） 10如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场中，垂直磁场方向固定一边长为 L 的正方形 线框 abcd，线框每边电阻均为 R。将线框的顶点 a、b 接在电动势为 E、内阻为 R 的电 源上，开关 S 闭合电路稳定后（） A线框的 ad 边和 bc 边受到的安培力方向相反 B线框的 ab 边与 dc 边受到的安培力方向相反 C整个线受到的安培力大小为 0 D整个线框受到的安培力大小为 4 7 BEL R 三、解答题三、解答题 11如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B一边长为 L， 质量为 m、电阻为 R 的正
8、方形单匝导线框 abcd 放在水平桌面上在水平拉力作用下， 线框从左边界以速度 v 匀速进入磁场，当 cd 边刚进入磁场时撤去拉力，ab 边恰好能到 达磁场的右边界已知线框与桌面间动摩擦因数为，磁场宽度大于 L，重力加速度为 g. 求： 试卷第 5页，总 8页 (1) ab 边刚进入磁场时，其两端的电压 U； (2) 水平拉力的大小 F 和磁场的宽度 d； (3) 整个过程中产生的总热量 Q. 12如图所示，MN、PQ 为足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距 L=0.50m，导轨 平面与水平面间夹角=37，N、Q 间连接一阻值 R=0.40的定值电阻，在导轨所在空 间内有垂直于导轨平面向上的
9、匀强磁场，磁感应强度 B=0.20T。将一根金属棒垂直于 MN、PQ 方向置于导轨的 ab 位置，金属棒与导轨接触的两点间的电阻 r=0.10，导轨 的电阻可忽略不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂 直，且与导轨接触良好。当金属棒滑行至 cd 处时，其速度大小 v=4.0m/s，已知重力加 速度 g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80。求： (1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小 a； (2)金属棒滑至 cd 处时电阻 R 两端的电压大小 U； (3)金属棒滑至 cd 处时电阻 R 的电功率大小 P。 13如图所示，水平面上有两根相距 0.5
10、m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ，它们的 电阻可忽略不计，在 M 和 P 之间接有阻值为 R=3的定值电阻，导体棒 ab 长 L=0.5m， 其电阻为 r=1.0，质量 m=1kg，导体棒与导轨接触良好，其间的摩擦因数为 0.5。整个 装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.4T。在水平外力的作用下，导 体棒 v=10m/s 的速度向右做匀速运动。求： （1）导体棒产生的感应电动势多大？ （2）水平外力的大小？ 14如图所示，光滑固定斜面倾角=30，一轻质弹簧底端固定，上端与 M=3 kg 的物体 B 相连，初始时 B 静止，A 物体质量 m=1 kg，在斜面上距 B
11、物体 s1=10 cm 处由静止释 放，A 物体下滑过程中与 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后粘在一起，已知碰后 AB 试卷第 6页，总 8页 经 t=0.2 s 下滑 s2=5 cm 至最低点，弹簧始终处于弹性限度内，A、B 可视为质点，g 取 10 m/s2，求：从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体 B 冲量的大小。 15如图所示，在竖直平面内有一质量为 M 的形线框 abcd，水平边 bc 长为 L，电阻 为 r，竖直边 ab 与 cd 的电阻不计；线框的上部处于与线框平面垂直的匀强磁场区域 中，磁感应强度为 B1，磁场区域的水平下边界（图中虚线）与 bc 边的距离为 H质 量为
12、m、电阻为 3r 的金属棒 PQ 用可承受最大拉力为 3mg 的细线悬挂着，静止于水平 位置，其两端与线框的两条竖直边接触良好，并可沿着竖直边无摩擦滑动金属棒 PQ 处在磁感应强度为 B2的匀强磁场区域中，B2的方向与 B1相同现将形线框由静止 释放，当 bc 边到达磁场区域的下边界时，细线刚好断裂，重力加速度为 g则从释 放形线框至细线断裂前的整个过程中： （1）感应电流的最大值是多少？ （2）形线框下落的最大速度是多少？ （3）金属棒 PQ 产生的热量是多少？ （4）请分析说明：形线框速度和加速度的变化情况，求出加速度的最大值和最小值 16如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨 OPQ 与
13、 KMN 倒放在绝缘水平面上，两导 轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为 L，电阻不计两条导轨足够长，所形 成的两个斜面与水平面的夹角都是 两个金属棒 ab 和 a b 的质量都是 m， 电阻都是 R， 与导轨垂直放置且接触良好空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B 试卷第 7页，总 8页 （1）如果两条导轨皆光滑，让 a b 固定不动，将 ab 释放，则 ab 达到的最大速度是多 少? （2）如果将 ab 与 a b 同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少? 17如图 1 所示，一质量为 m=0.5 kg 的物体放在粗糙的水平桌面上，用轻绳通过定滑 轮与一根导体棒 AB 相连。
14、导体棒 AB 的质量为 M=0.1 kg，电阻为零。整个金属框架固 定，且导体棒与金属框架接触良好，无摩擦。金属框架只有 CD 部分有电阻 R=0.05 ， 框架的宽度如图 d=0.2 m。整个装置部分处于匀强磁场内，磁感应强度 B0=1.0T，方向 垂直金属框架平面向里， 导体框架内通有电流 I， 方向 ACDB。（水平面动摩擦因数为=0.5， 重力加速度取 g=10m/s2） （1） 当金属框架中通的电流 I=5 A 时， 物体静止， 求此时物体受到桌面的摩擦力大小？ （2）进一步探究电磁感应现象，如图 2 所示，保持 B0不变，在金属框架上部另加垂直 金属框架向外的匀强磁场，磁场区域宽度
15、 h=0.5 m，且磁感应强度 B 随时间均匀变大， 若此时磁感应强度的变化率 B t =5 T/s，则回路中的电流大小？ （3）为了保持整个装置静止，需要在甲物体上放一个物体乙，求乙物体的质量至少多 大？ 18如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长 L=lm、质量 m=0.1kg 的导体棒 ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻 R=1，磁感应强度 B=1T 的匀强磁场垂直于导体框架所在平面。当导体棒在电动机牵 引下上升 h=3.8m 时，获得稳定速度，此过程中导体棒产生的热量 0.2J，电动机工作时， 电压表、 电流表的读数分别为 7V 和 1A
16、， 电动机的内阻 r=1。 不计一切摩擦， g 取 10m/s2， 试卷第 8页，总 8页 求： （1）在导体棒上升过程中，通过导体棒的电流方向和受到的磁场力的方向； （2）导体棒所能达到的稳定速度是多少； （3）导体棒从静止到稳定速度的时间是多少? 四、填空题四、填空题 19如图所示，平行于纸面向右的匀强磁场的磁感应强度1TB ，长1ml 的直导线 中通有1AI 的恒定电流，导线平行于纸面与 B 成 60夹角时，发现其受到的安培力为 零；而将导线垂直于纸面放置时，可测得其受到的安培力大小为 2N，则该区域同时存 在的另一匀强磁场的磁感应强度 B 可能等于_或_ 20如图所示，电阻0.1 ab
17、 R的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电 阻0 4R ， 线框放在磁感应强度01TB 的匀强磁场中， 磁场方向垂直于线框平面， 导体ab的长度0 4ml ，运动速度10m/sv 线框的电阻不计 （1） 电路abcd中相当于电源的部分是_， 相当于电源的正极是_端 （2）导体切割磁感线所产生的感应电动势E _V，流过电阻R的电流 I _A （3）导体ab向右匀速运动所需的外力F_N （4）电阻R上消耗的功率P _W （5）外力的功率P _W 答案第 1页，总 12页 参考答案参考答案 1B 【详解】 A闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A 错误； B闭合开关瞬间，a 灯
18、立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应 电流逐渐减小至 0，因为 a 灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过 a 灯的电流 逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时 a 灯被短路，最后熄灭，B 正确； C断开开关瞬间，b 灯断路无电流流过，立即熄灭，C 错误； D断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，所以线圈作为感应电动 势右端电势高于左端，所以 a 灯右端的电势高于左端，D 错误。 故选 B。 2C 【详解】 AC据牛顿第二定律可得金属棒下滑过程中的加速度为 22 - - mg BILB L v ag mmR 由此可知，速度增大，加速
19、度减小，所以导体棒达到稳定状态前做加速度减少的加速运动 当加速度为 0 时，导体棒运动的速度最大，所以导体棒运动的最大速度为 22 mgR v B L 故 C 正确，A 错误； B根据右手定则可知，导体棒中的电流方向为由 C 指向 A，故 B 错误； D根据能量守恒定律可知，导体棒重力势能的减少量等于电阻产生的焦耳热和导体棒的动 能之和，故 D 错误； 故选 C。 3D 【解析】开关断开时，电容器直接与电源相连，故电容器带电；故 A 错误；开关闭合时， 电容器并联在 R2两端，则电压会减小，故电容器将放电；故 B 错误； 开关闭合，稳定后 R2两端的电压 ? ? ? ? ?V，则电荷量 ? ?
20、 ? ? ?C，故 C 错误； 根据以上 分析可知，开关断开或闭合状态时，电容器两端的电压的变化量为U=12-4=8V；则电量的 答案第 2页，总 12页 变化为? ? ? ? ?C，减小的电量均通过 R1，故 D 正确； 【点睛】本题为包含电容的闭合电路欧姆定律的动态分析问题，要注意明确电路结构，知道 电容的电压计算方法；并能正确应用 ? ? 计算电量的变化情况 4C 【详解】 AD根据右手螺旋定则，A 的转速减小，则在 B 环内产生垂直纸面向里的减小的磁场，根 据楞次定律有，在 B 中会感应出顺时针方向的电流，且有扩张的趋势。故 A 错误；D 错误； BC同理，根据右手螺旋定则，A 的转速
21、增大，则在 B 环内产生垂直纸面向里的增加的磁 场，根据楞次定律有，在 B 中会感应出逆时针方向的电流，且有收缩的趋势。故 B 错误；C 正确。 故选 C。 5C 【详解】 在 ab 杆滑动的过程中，aob 的面积先增大，后减小，穿过aob 磁通量先增大，后减小， 根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由 ba，后是由 ab故 ABD 错误，C 正确故 选 C 【点睛】 本题是楞次定律的应用，难点是分析aob 的面积变化尤其要注意到面积在变化的过程中 存在最大值，即在 ab 杆滑动的过程中，aob 的面积先增大，后减小，穿过aob 磁通量先 增大，后减小，根据楞次定律来判断电流的方向 6A 【详
22、解】 感应电动势E BL v 有 ，电流 BL vE I RR 有 ，三角形 egf 向右运动，根据右手定则，开始 时 ef 切割磁感线，产生顺时针电流，大小设为 0 I，0 3 L 过程，en 切割磁感线产生向下的 电流， nf 产生向上的电流， em 产生向下电流， 切割磁感线的有效长度为L ennfem 有 ， 随着三角形的运动L有在减小，感应电流减小，当运动 3 L 时， 0L 有 ，电流为零， 3 L L过 程，继续移动根据等边三角形的几何关系，nf+em 大于 en，L nfemen 有 ，逐渐变大， 答案第 3页，总 12页 电流变大，当 efg 与 bcd 重合时，eg 边和
23、ef 切割磁感线，产生电流方向均为逆时针，大小 变为 0 2I，L-2L 过程中，继续移动 gm 切割磁感线，产生感应电动势，L 有=gm，逐渐减小， 直至全部出磁场电流为零，A 正确 7B 【详解】 开关由闭合到断开瞬间，线圈中电流减小，线圈中产生感应电动势阻碍电流减小；而灯 A 与线圈 L 是串联，所以二者的电流是相等的.若 L 的电阻值小于灯泡的电阻值，则开始时流 过 L 的电流值大于流过灯泡的电流值，断开开关 S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开 前更亮）一下.该过程中产生的现象是由于线圈的自感产生的，是线圈中储存的磁能转化为 电能的过程. A.电路中移动电荷由于有惯性，把动能转化
24、为电能与分析结果不相符；故 A 项错误. B.线圈的磁场能转化为电能与分析结果相符；故 B 项正确. C.导线发热产生的内能转化为电能与分析结果不相符；故 C 项错误. D.以上说法都不对与分析结果不相符；故 D 项错误. 8BD 【详解】 AB物块恰能随转盘一起转动，说明此时充当向心力的摩擦力恰好能够保证物块做圆周运 动。如果增大角速度，则需要的向心力要增大，而摩擦力不能再增大了，因此物块就会沿 曲线逐渐远离圆心，A 错误，B 正确； CD若减小角速度，则需要的向心力减小，而摩擦力也可以减小，因此物块仍做匀速圆 周运动，C 错误，D 正确。 故选 BD。 9BD 【详解】 A 圆环在磁场中运
25、动的过程中， 没有感应电流， 机械能不再减小， 所以圆环最终在直线 y=a 以下来回摆动，故 A 错误； B小金属球沿抛物线下滑后在最低点 O 只受到重力和支持力的作用，合力提供向心力，加 速度的方向向上，所以对轨道的压力一定大于 mg，故 B 正确； C 圆环机械能不再减小时， 最终在直线 y=a 以下来回摆动， 之后每次过 O 点速度不再减小， 答案第 4页，总 12页 故 C 错误； D 圆环在磁场中运动的过程中， 没有感应电流， 机械能不再减小， 所以圆环最终在直线 y=a 以下来回摆动，小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量等于减少的机械能，即 Qmg hmg ba （） 故 D
26、 正确。 故选 BD。 10AD 【详解】 A线框 ad、bc 边中的电流方向相反，受到的安培力方向相反，选项 A 正确； B线框 ab 边与 dc 边中的电流方向相同，所受的安培力方向相同，选项 B 错误； CD设 a、b 间电阻为 r，则 111 3rRR 所以 3 4 rR 根据闭合电路欧姆定律干路电流 4 3 7 4 EE I R RR 所以安培力 4 7 BEL FBIL R 选项 D 正确、C 错误。 故选 AD。 11(1) 3 4 BLv（2） 2 2 v L g (3) 23 2 1 2 B L v mgLmv R 【详解】 ab 边相当于电源，根据切割公式求解感应电动势，根
27、据闭合电路欧姆定律求解 ab 两端的电 压 Uab；根据安培力公式求解安培力，根据平衡条件求解拉力；根据运动学公式求解磁场的 宽度 d；匀速进入磁场过程是恒定电流，根据焦耳定律求解焦耳热；根据功能关系求解摩擦 产生的热量； 答案第 5页，总 12页 解：(1) ab 边相当于电源，根据切割公式，有EBLv EBLv I RR 33 4 4 UIRBLv (2) 22 A B L v FFmgmg R 撤去拉力后，线框匀减速运动， 2 2 2 v x g 所 2 2 v g dL (3) 进入磁场过程中产生焦耳热 23 2 11 B Lv QI Rt R 由于摩擦产生的热量 2 2 2 1 ()
28、 22 v Qmg LmgLmv g 所以整个过程产生的热量为 23 2 12 1 2 B L v QQQmgLmv R 12(1)6.0m/s2；(2)0.32V；(3)0.256W 【详解】 (1)金属棒沿导轨开始下滑时受重力和轨道对其的支持力，设其质量为 m，根据牛顿第二定 律，沿轨道斜面方向有 mgsin=ma 解得 a=gsin=6.0m/s2 (2)金属棒达到 cd 处时的感应电动势 E=BLv=0.40V 根据闭合电路欧姆定律可知，电阻 R 两端的电压 答案第 6页，总 12页 U= E R Rr =0.32V (3)电阻 R 上的电功率 2 0.256W U P R 13 （1
29、）2V； （2）5.1N 【详解】 (1)由法拉第电磁感应定律得 E=Blv=0.40.510V=2V 由右手定则判断 ab 中电流的方向为从 b 向 a (2)由闭合电路欧姆定律得： I= E rR =0.5A 安培力大小为 F=BIL=0.40.50.5=0.1N 摩擦力为 f=mg=0.510=5N 根据平衡条件可知 F=f+F=5+0.1=5.1N 1410N.S 【 解 析 】 A下 滑 1 S时 的 速 度 由 动 能 定 理 ： 2 10 1 2 mgs sinmv， 01 22 10 0.1 0.5/1/vgs sinm sm s 设初速度方向为正方向，AB 相碰时由动量守恒定
30、律： 01 )mvmM v（ 解得： 1 0.25/vm s； 从碰后至返回到碰撞点的过程中，由动量定理得： 11 )2)ImM gsintmM vMm v （ 解得：10IN s 点睛：本题考查动量守恒定律及功能关系和动量定理，在求解时要注意正确分析物理过程， 确定物理规律再进行求解，注意规定正方向。 答案第 7页，总 12页 15 （1） m 2 2mg I B L （2） m 2 12 8mgr v B B L （3） 222 224 12 324 4 PQ Mm g r QMgH B B L （4） max ag； 1 min 2 2mgB ag MB 【详解】 （1）形线框 abcd
31、 与金属棒 PQ 构成闭合回路在形线框下落过程中，bc 边在磁场区 域内切割磁感线，回路中产生感应电流，金属棒 PQ 在磁场区域中，受到向下的安培力， 金属棒在拉力、重力和安培力的作用下处于平衡状态随着线框下落速度的增大，感应电动 势、感应电流、安培力都增大，bc 边到达磁场下边界时，以上各量都达到最大由细线断 裂的临界条件：则有： mg+F安=3mg， 即 F安=2mg， 再由 F安=B2ImL ， 联立各式得： m 2 2mg I B L （2）细线断裂瞬间，线框的速度最大，设为 vm，此时感应电动势： E=B1Lvm， 由闭合电路的欧姆定律： E=Im（r+R）=Im（r+3r） ， 联
32、立得： m 2 12 8mgr v B B L （3）根据能量守恒定律，整个过程产生的热量等于减少的机械能，即 2 m 1 2 QMgHMv 总 ， 再由 P=I2R 可知， 2 2 33 (3 )4 PQ Q Ir QIrr 总 ， 所以： 答案第 8页，总 12页 222 224 12 3324 44 PQ Mm g r QQMgH B B L 总 （4）形线框下落过程中，做加速度减小的变加速运动刚释放瞬间，加速度最大为 max ag， bc 边到达磁场的下边界时加速度最小，设为 amin，由牛顿第二定律解得： 11 min 2 2 m MgB I LmgB ag MMB ， 【点睛】 本
33、题属于力电综合问题， 考查了法拉第电磁感应定律、 闭合电路欧姆定律与牛顿第二定律的 内容，掌握能量守恒定律的应用，及功率表达式的运用，注意棒产生热量与整个电路的热量 关系 16 （1） 222 2sin cos mgR B L ； （2） 222 sin cos mgR B L 【详解】 （1）ab 运动后切割磁感线，产生感应电流，而后受到安培力，当受力平衡时，加速度为 0， 速度达到最大，受力情况如图所示 根据平衡条件 sincosmgF 安 又F BIL 安 , 感应电流为 2 E I R 感 , 电动势为 m EBLv cos 感 联立上式解得 222 2sin cos m mgR v
34、B L （2）若将 ab、ab同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，设为 vm这 时 ab、ab都产生感应电动势而且是串联 答案第 9页，总 12页 根据平衡条件 sincosmgF 安 FBI L 安 感应电流为 2cos 2 m BLv I R 解得 222 sin cos m mgR v B L 17(1)f=2N(2)I=10A(3)m0.1Kg 【详解】 （1）由左手定则可知导体棒所受的安培力向下，则对导体棒 AB，由平衡条件可知： TFMg 安 其中 F安=B0I1d 解得 T=2N 对物体甲，由平衡知识可得： f=T=2N （2）根据法拉第电磁感应定律可得 5 0
35、.2 0.5V0.5V t B ES 根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向； 回路中的电流 0.5 A10A 0.05 E I R （3）此时导体棒所受的安培力 0 1 10 0.2N2NFB Id 安 对导体棒 B: FMgT 安 对物块甲： ()Tmm g 联立解得： 答案第 10页，总 12页 m0.1Kg 18 （1）电流方向：b 流向 a；磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下； （2）v=2m/s； （3）t=0.7s 【详解】 （1）金属棒上电流方向：b 流向 a；磁场力方向：垂直于金属棒竖直向下 （2）受力分析 根据感应电动势公式 EBLv 根据欧姆定律 E I R 根据安培力公式
36、 A FBIL 根据平衡条件 A TmgF 根据能量守恒 2 IUTvI r 代入数据解得 v=2m/s （3）根据能量守恒 22 1 + 2 IUtI rtmgh Qmv 代入数据解得 t=0.7s 19 3T7T 【详解】 根据题意“导线平行于纸面与 B1成 60的夹角时， 发现其不受安培力”说明合磁场一定与电流 方向平行，即合磁场可能跟电流方向相同，或相反。 根据左手定则，将导线垂直于纸面放置时，所受的安培力的合力一定跟导线垂直。 垂直放置时，不妨设电流方向垂直纸面向内，则两种情况分别如下图 B1产生的安培力为 F1，方向垂直 B1向下，大小为 F1=B1IL1N 1第一种情况，合磁场跟
37、电流方向相同 答案第 11页，总 12页 根据平行四边形定则，以 F1为邻边、F合为对角线作另一个邻边 F2，如上图所示，根据几何 关系可知=30，F合2N、F11N，所以 F2 3N 因为 F2B2IL，所以 2 2 3 T3T 1 1 F B IL 如图 B2的方向在纸面内垂直 B1向上. 2第二种情况，合磁场跟电流方向相反 根据平行四边形定则， 以 F1为邻边、 F合为对角线作另一个邻边 F2， 如下图所示， 如图=30， 所以根据余弦定理，有 2222 211 2cos(90)122 1 21207NFFFFFcos 合合 因为 22 FB IL 所以 2 2 7 7T 1 1 F B
38、 IL 20 （1）ab，a，（2）0.4，0.8，（3）0.032（4）0.256（5）0.32 【解析】 答案第 12页，总 12页 （1）电路 abcd 中相当于电源的部分是 ab，由右手定则判断 a 是电源正极 （2）导体切割磁感线所产生的感应电动势0.4EBLvV 0.8 E IA RR ab （3）导体ab向右匀速运动所需的外力0.1 0.8 0.40.032 A FFBILNN （4）电阻R上消耗的功率 2 0.256PI RW （5）外力的功率等于电功率： 2 0.32 Fab PIRRW 点睛：解答本题的关键要掌握右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、左手定则等电磁 感应中常用的规律； 知道导体棒运动过程中的能量转化关系： 外力的功率等于安培力的功率， 等于转化成的电功率
