1、期末综合练习(七)期末综合练习(七)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如图所示的电路中,a、b 是两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈(直流电阻不计) , E 为电源,S 为开关。下列说法中正确的是 A闭合开关,a、b 同时亮 B闭合开关,a 先亮,b 后亮 C断开开关,a、b 过一会儿同时熄灭 D断开开关,b 先熄灭,a 闪亮后熄灭 2如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。为方便研究,现将问题做如 下简化:设受电线圈的匝数为 n,面积为 S,若在 t1到 t2时间内,磁场垂直于受电线圈
2、平面向上穿过线圈,其磁感应强度由 B1均匀增加到 B2。下列说法正确的是() Ac 点的电势高于 d 点的电势 B受电线圈中感应电流方向由 d 到 c Cc、d 之间的电压为 21 21 ()n BB S tt D若想增加 c、d 之间的电势差,可以仅均匀增加送电线圈中的电流 3如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中,让磁 感线竖直向下垂直穿过铜盘,在 a、b 两处用电刷将导线分别与铜盘的边缘和转轴良好 接触,逆时针匀速转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流,让小灯泡发光。则() A回路中电流从 b 导线流进小灯泡 B回路中有大小和方向周期性变化的电流 C回路中感应电流
3、产生的原因是铜盘内磁通量的变化 D回路中 a 处的电势比 b 处的电势高 4如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈, 并接有电源,板的四周有许多带负电的小球整个装置悬挂起来,在接通电键瞬间,整 个圆盘将(自上而下看) A逆时针转动一下 B静止不动 C电路稳定情况下,断开电键瞬间圆盘转动方向与电键接通瞬间圆盘转动方向相反 D不管板上小球的电性如何,电键接通瞬间时,圆盘转动方向都是一样的 5如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向内一个三角形 闭合导线框,由位置 1(左)沿纸面匀速运动到位置 2(右) 取线框刚到达磁场边界的 时刻为计时起点(t=0
4、) ,规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电 流号时间关系的是() ABCD 6如图所示,电源的电动势为 6V、内阻为 1,R 是一个电阻箱,定值电阻 R2=4、 R3= 10,电容器 C 的电容为 5F,闭合开关 S,调节电阻箱 R,电路达到稳定状态后, 下列说法正确的是 A当 R1的阻值增大时,电源的路端电压增大,流过 R3的电流减小 B当 R1的阻值增大时,电容器的电荷量将增大 C当 R1的电阻为 6时,电容器所带电荷量的大小为 110-5C D当 S 断开后,R2中将出现瞬时电流,方向由 ab 7如图所示的电路,开关原先闭合,电路处于稳定状态,在某一时刻突然断开开关 S
5、, 则通过电阻 R1中的电流 I 随时间变化的图线可能是下图中的 A B C D 二、多选题二、多选题 8如图,洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正确的是() A脱水过程中,衣物中的水是沿半径方向被甩出去的 B增大脱水筒转动速度,脱水效果会更好 C水会从衣物中甩出是因为水受到离心力的缘故 D衣物靠近筒壁的脱水效果比靠近中心的脱水效果好 9如图甲所示,长直导线与闭合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 2 T 时间内,长直导线中电流向上,则线框中感应电流的 方向与所受安培力情况是 A0T 时间内线框中感应电流方向为顺时针方向 B0T
6、时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向 C0T 时间内线框受安培力的合力向左 D0 2 T 时间内线框受安培力的合力向左, 2 T T 时间内线框受安培力的合力向右 10如图所示,在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在 A 点由静止释放, 向右摆至最高点 B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是() AA、B 两点在同一水平线上 BA 点高于 B 点 CA 点低于 B 点 D铜环最终在磁场中来回不停的摆动 三、非选择题。三、非选择题。 11如图所示,水平面上有一对平行光滑金属导轨,导轨左端串有一电阻 R,金属杆 ab 垂直平放在两导轨上,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,忽
7、略导轨的电阻,但 ab 杆的质量和电阻都不能忽略。现给 ab 杆施以水平向右的恒力 F,在 ab 杆从静止开始向 右运动过程中,外力 F 做的功 _(选填:“大于”、“等于”或“小于”)整个电路消 耗的电功,磁场对 ab 杆作用力的功率 _(选填:“大于”、“等于”或“小于”)电阻 R 上消耗的电功率。 12如图所示,CD和FE是两根长为40cm、质量分别为60g和20g的金属棒,用两 根等长的细金属杆(重力不计)连接CD和FE,形成闭合回路CDFE.用两根绝缘细 线将整个回路悬于天花板上,使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强 度1TB 。 在回路中通以如图所示方向的电流, 电流
8、0.5AI , 待稳定后, 金属杆CE 与竖直方向的夹角为_,每根绝缘细线上的张力为_N。 (重力加速度 g 取 2 10m / s) 答案第 1页,总 14页 13如图所示,两根足够长滑动摩擦因数为的金属导轨 MN、MN与水平面成角, 导轨间距为 L,导轨上端接有阻值为 R 的电阻。质量为 m、长度也为 L、阻值也为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。导轨处于 方向垂直斜面向外的匀强磁场中,现将 ab 棒由静止释放,在重力作用下沿导轨向下 运动,已知金属棒 ab 在到达最大速度时电阻 R 的电功率为 P, 求:金属棒 ab 在运动过程中的最大速度。 14
9、如图所示,宽度 L0.40 m 的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接 阻值 R=1.5的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小 B=0.50 T。 一根导体棒 MN 放在导轨上,两导轨之间的导体棒的电阻 r=0.5,导轨的电阻可忽略不计。 现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以 v=10 m/s 的速度向右匀速运动, 在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计,求: (1)通过导体棒的电流 I,并说明通过导体棒的电流方向; (2)作用在导体棒上的拉力大小 F; (3)电阻 R 的电功率 P。 15如图所示,两根足够长的平行金属导
10、轨固定在倾角=30的斜面上,导轨电阻不计,间 距 L=0.4m,导轨所在空间被分成区域和,两区域的边界与斜面的交线为 MN。中的 匀强磁场方向垂直斜面向下, 中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小 均为 B=0.5T。在区域中,将质量 m1=0.1kg、电阻 1 0.1R 的金属条 ab 放在导轨上,ab 刚好不下滑。然后,在区域中将质量 m2=0.4kg、电阻 2 0.1R 的光滑导体棒 cd 置于导 轨上,由静止开始下滑。cd 在滑动过程中始终处于区域的磁场中,ab、cd 始终与导轨垂 答案第 2页,总 14页 直且两端与导轨保持良好接触,取 g=10m/s2,问: (1)c
11、d 下滑的过程中,ab 中的电流方向; (2)ab 刚要向上滑动时,cd 的速度 v 多大? (3)从 cd 开始下滑到 ab 刚要向上滑动的过程中,ab 上产生的热量 Q=1.3J,此过程中 cd 运动 的时间 t 为多少? 16如图 1 所示,M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道,M4P、N4Q 为平行放置的竖直 圆孤金属轨道,M4、N4为切点,轨道间距 L1.0m,整个装置左端接有阻值 R0.5的定值 电阻。 M1M2N2N1、 M3M4N4N3为长方形区域 I、 II, I 区域宽度 d10.5m, 区域宽度 d2=0.4m; 两区域之间的距离 s1.0m;I 区域内分布着变化规
12、律如图 2 所示的匀强磁场 B1,方向竖直 向上;区域内分布着匀强磁场 B20.5T,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒 CD 间 的动摩擦因数为0.2,M3N3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑。质量 m0.1kg,电阻 R0=0.5的导体棒 CD 自 t=0 开始加上垂直于棒的水平恒力 F1.0N,从 M2N2处由静止开始 运动,到达 M3N3处撤去恒力 F,CD 棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在 M2N2。若轨 道电阻、空气阻力不计,运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,求: (1)CD 棒从 M2N2处运动到 M3N3处所需要的时间 (2)CD 棒从开始运动到第一次通过 M4
13、N4过程通过 R 的电量 (3)在整个运动过程中 CD 棒上产生的焦耳热 Q。 17如图所示,水平地面上静止放置一辆小车 A,质量4 A mkg,上表面光滑,小车与地 面间的摩擦力极小,可以忽略不计可视为质点的物块 B 置于 A 的最右端,B 的质量 答案第 3页,总 14页 2 B mkg现对 A 施加一个水平向右的恒力 F10N,A 运动一段时间后,小车左端固定 的挡板 B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰后 A,B 粘合在一起,共同在 F 的作用下继续运动, 碰撞后经时间 t0.6s,二者的速度达到 1 2/vm s求 (1)A 开始运动时加速度 a 的大小; (2)A,B 碰撞后瞬间的共同速
14、度 v 的大小; (3)A 的上表面长度 l; 18如图所示,将面积为 0.5m2的线圈放在磁感应强度为 2.010 2T 的匀强磁场中,初始时 刻,线圈平面垂直于磁场方向,若使线圈从初始位置绕 OO轴转过 60,则穿过线圈平面的 磁通量为多大?若使线圈从初始位置绕 OO轴转过 180, 则穿过线圈平面的磁通量的变化量 为多大? 19如图所示,ab 棒垂直放置于光滑导轨上电阻为 2导轨平行间距为 L=1m,ab 棒置于磁 场强度为 2 B的匀强磁场中,B2的大小为 2T 方向未知,导轨左端接有电容器10cF和电 阻 R=2的电阻,ab 棒 cd 棒的质量均为 1kg,电阻也为 2,处于磁场强度
15、为 1 B=2T 垂直 与纸面向里的匀强磁场中,导轨及其它电阻不计,ab 棒受外力开始向右运动过程中 答案第 4页,总 14页 求: (1)当 cd 棒速度最大为2 m m v s 时,则 ab 棒的瞬时速度大小为?磁场强度 2 B的方 向如何? (2)在(1)的情况下,当 ab 棒速度瞬间增大到 10m s 时,此时 cd 棒的瞬时加速度为多少? 此时电容器的电荷量为多少? 20如图所示,水平放置的两平行金属导轨间距 d=0.5 m,所接电源的电动势 E=2.0 V,内 阻 r=0.2,定值电阻 R1=1.6,金属棒的电阻 R2=0.2,与平行导轨垂直,其余电阻不计, 金属棒处于磁感应强度
16、B=2.0T、方向与水平方向成 53角的匀强磁场中在接通电路后金属 棒保持静止,求: 金属棒受到的安培力的大小; 若棒的质量 m=90g, 此时导轨对它的摩擦力和支持力分别是多大(sin53=0.8, cos53=0.6)。 参考答案参考答案 1C 【解析】由图可以看出,a、b 灯泡在两个不同的支路中,对于纯电阻电路,不发生电磁感 应,通电后用电器立即开始正常工作,断电后停止工作但对于含电感线圈的电路,在通电 时,线圈产生自感电动势,对电流的增大有阻碍作用,使 a 灯后亮,则合上开关,b 先亮, a 后亮当断开电键时,线圈中产生自感电动势,由 a、b 及电感线圈组成一个回路,两灯 同时逐渐熄灭
17、故 C 正确,A、B、D 错误故选 C 【点睛】对于线圈要抓住这个特性:当电流变化时,线圈中产生自感电动势,相当于电源, 为回路提供瞬间的电流 2C 【详解】 AB根据楞次定律可知,受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针,受电线圈中感 应电流方向由 c 到 d,所以 c 点的电势低于 d 点的电势,故 AB 错误; C根据法拉第电磁感应定律可得 c、d 之间的电势差为 答案第 5页,总 14页 21 21 () cd n BB S UE ttt 电压取绝对值即可,故 C 正确; D若想增加 c、d 之间的电势差,可以增加送电线圈中的电流的变化率,选项 D 错误。 故选 C。 3A 【详解】
18、 设铜盘半径为 R, 转动的角速度为, 磁感应强度为 B, 可将铜盘看作是由一条条辐条组成, 则回路中产生的感应电动势是辐条切割产生,大小为 2 1 2 EBR 所以电动势不变,通过灯泡 L 的电流大小不变,铜盘内磁通量没有变化;当铜盘转动时,每 根金属棒都在切割磁感线,相当于电源,由右手定则知,圆盘中心为电源正极,盘边缘为负 极,通过灯泡 L 的电流方向由 b 到 a,b 处的电势高,故 BCD 错误,A 正确。 故选 A。 4C 【详解】 ABD接通电源瞬间圆板受到电场力作用而转动,由于金属小球带负电,再根据电磁场理 论可知,产生逆时针方向的电场,负电荷受到的电场力与电场方向相反,则有顺时
19、针方向的 电场力,当开关闭合后,电流产生磁场不变,则磁场周围不会出现电场,因此圆盘不在受到 电场力,所以圆盘顺时针转动一下,故 A 正确,B 错误,D 错误; C断开电键瞬间,由电磁场理论可知,产生顺时针方向的电场,负电荷受到的电场力与电 场方向相反,则有逆时针方向的电场力,所以圆盘逆时针转动一下,圆盘转动方向与电键接 通瞬间圆盘转动方向相反,故 C 正确; 故选 C。 点睛:线圈接通电源瞬间,则变化的磁场产生变化的电场,从而导致带电小球受到电场力, 使其转动 5A 【分析】 先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向,再由感应电动势公式EBLv和 答案第 6页,总 14页 欧姆定律,
20、分段分析感应电流的大小,即可选择图象 【详解】 线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定 则可知感应电流方向为逆时针,电流 i 应为正方向,故 BC 错误;线框进入磁场的过程,线 框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由 E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀 减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应电流产生线框穿出磁场的过程, 磁通量向里减小, 根据楞次定律得知感应电流的磁场向里, 由安培定则可知感应电流方向为 顺时针,电流 i 应为负方向;线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由EBLv,可 知感应电动势先均匀增大后均匀减小,故 A
21、正确,D 错误 6C 【详解】 A当 R1的阻值增大时,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,内电压 减小,电源的路端电压增大,则 R3两端电压增大,通过的电流增大;故 A 错误。 B电容器两端的电压为电阻 R2两端电压,干路电流减小,通过 R3的电流增大,则流过 R2 的电流减小,两端电压减小,电容器的电荷量 Q=CU 减小;故 B 错误。 C当 R1的电阻为 6时,则外电阻为 5,则路端电压为 5V,电阻 R2两端电压为 2V,电 荷量 Q=CU=510-62C=110-5C 故 C 正确。 D当 S 断开时,电容器放电,左端为正极,R2中将出现瞬时电流,方向由 ba;故 D
22、 错 误。 故选 C。 7D 【详解】 当断开电键,原来通过 R1的电流立即消失,电感中产生自感电动势阻碍自身电流变化相当 于电源,电感中的电流流过电阻,其方向与原来流过电阻 R1的电流方向相反,逐渐减小最 后为 0故 D 图象正确,ABC 三图象错误. 8BD 【详解】 A.脱水过程中,水做离心运动,所以是背离半径方向被甩出去的,A 错误 答案第 7页,总 14页 B.增大脱水筒转动速度,水所需向心力变大,离心效果更好,脱水效果会更好,B 正确 C.离心力是效果力,不是物体实际受到的力,C 错误 D.根据 2 Fmr 可知,相同转速下,靠近筒壁的衣物需要向心力更大,脱水效果更好,D 正确 9
23、AD 【详解】 AB.0T 时间内直导线中电流先向上减小,再向下增大,所以导线框中的磁场向里减小,后 向外增强,根据右手定则,所以感应电流始终为顺时针方向,故 A 符合题意 B 不符合题意 CD.在 0 2 T 时间内,长直导线中电流向上,根据安培定则,知导线右侧磁场的方向垂直纸 面向里,电流逐渐减小,则磁场逐渐减弱,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左,右边受到的安培力水平 向右,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力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左;在 2 T T 时间内,直线电流方向向下,根据安培
24、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 不符合题意 D 符合题意 10BD 【详解】 铜环在穿越磁场时, 产生电能, 如 AB 两点在同一水平线, 违反了能量守恒定律, 故 A 错误; 铜环在穿越磁场时,产生电能,机械能减小,则 A 点高于 B 点,故 B 正确,C 错误;由上 分析,铜环振幅先不断减小,完全在磁场内运动时,将不
25、再产生电能,机械能不变,最终做 等幅摆动,故 D 正确所以 BD 正确,AC 错误 11大于大于 【解析】在 ab 杆从静止开始向右运动过程中,ab 杆的动能逐渐增大,回路中产生焦耳热, 根据功能关系可知: 外力做功应等于整个回路中产生的内能与杆获得的动能之和 所以外力 F 做的功大于整个电路消耗的电功磁场对 ab 杆作用力的功率等于整个回路消耗的电功率, 由于 ab 杆也有电阻,所以磁场对 ab 杆作用力的功率大于电阻 R 上消耗的电功率 点睛:解决本题关键要明确能量是如何转化的,不能忘记杆有电阻和质量这个条件,知道磁 答案第 8页,总 14页 场对 ab 杆作用力的功率等于整个回路消耗的电
26、功率 12450.4 【详解】 1对 EF 受力分析有 1 0.50.4 tan1 0.02 10 BIL mg 所以金属杆CE与竖直方向的夹角为 45。 2对线框做整体分析,在竖直方向有 12 2()Tmmg 解得 T=0.4N 13 ?u ?tsin?tcos? 【解析】试题分析:金属棒在导轨上受重力、支持力、摩擦力。导体棒在导轨上做加速度减 小的加速运动,当匀速运动时,速度达到最大,由平衡方程和功率表达式,求出最大速度。 当金属棒匀速下滑时,速度最大,设最大速度为 v由平衡条件得:?tsin? ? ?tcos? ? ?安=? 金属棒受到的安培力为:?安=BIL 电动势为:? ? ? 感应
27、电流为:? ? ? ? 电阻 R 的电功率为:u ? ? 解得: ? ? ?u ?tsin?tcos? 点睛:本题主要考查了导体棒在导轨上运动,应用平衡条件及功率等知识,即可解题。 14 (1)电流的方向为:NM,大小为 1.0A; (2)0.2N; (3)1.5W。 【详解】 (1)根据右手定则可知电流的方向为:NM; 导体切割磁感线: EBLv 答案第 9页,总 14页 根据闭合电流欧姆定律: E I Rr 解得:0.1AI ; (2)导体棒做匀速直线运动,根据平衡条件: FF 安 FBIL 解得:0.2NF ; (3)电阻上的功率: 2 PI R 解得:1.5WP 。 15(1)由 a
28、流向 b;(2)5m/s;(3)1.38s 【详解】 (1)由右手定则可判断出 cd 中的电流方向为由 d 到 c,则 ab 中电流方向为由 a 流向 b。 (2)开始放置时 ab 刚好不下滑,对 ab 由平衡条件,最大静摩擦力为 max1 sinFm g 设 ab 刚要上滑时,cd 棒的感应电动势为 E,由法拉第电磁感应定律 EBLv 设电路中的感应电流为 I,由闭合电路欧姆定律 12 E I RR 设 ab 所受安培力为 F安,有 FBIL 安 此时 ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有 1max sinFm gF 安 代入数据解得 v=5m/s 答案第 10页,总 14页
29、 (3)设 cd 棒运动过程中沿轨道向下滑动的距离为 x,运动的时间为 t,在电路中产生的总热量 为 Q总,由能量守恒定律有 2 22 1 sin 2 m gxQm v 总 又 1 12 R QQ RR 总 解得 x=3.8m 从 cd 开始下滑到 ab 刚要向上滑动的过程中对 cd 由动量定理 22 sin0m gtBIL tm v 由法拉第电磁感应定律: BLx tt E 由闭合电路欧姆应定律: 12 E I RR 解得 t=1.38s 另解: 22 sinm gtBI Ltmv 22 BLvB L x BI LtBLt RR 所以 22 22 sin B L x m gtm v R 答案
30、第 11页,总 14页 解得 t=1.38s 16(1) 0.5s (2)0.3C (3) 0.31J 【详解】 (1)导体棒在磁场间运动时: Fmgma 解得 a=8m/s2 2 1 2 sat 可得 t=0.5s (2)00.5s 内 1 1 0 0.1C B d L q RR 导体棒通过 d2过程 22 2 0 0.2C Bd L q RR 则 12 0.3Cqqq (3)00.5s 内产生的感应电动势 1 0.2 1 0.5 V0.2V 0.5 BLd E t 导体棒 CD 产生的热量: 22 100 0 ()0.01J E QI R tR t RR 导体棒刚进磁场时: 1 24m/s
31、vas 之后导体棒恰好停在 M2N2,整个过程回路产生的焦耳热为 Q2总 答案第 12页,总 14页 2 12 1 2 Qmvmgs 总 0 22 0 0.3J R QQ RR 总 整个过程中 CD 棒产生的焦耳热 Q=Q1+Q2=0.31J 17(1) 2 2.5m/s (2)1m/s(3)0.45m 【详解】 (1)以 A 为研究对象,由牛顿第二定律有 FmAa 代入数据解得 a2.5 m/s2 (2)对 A、B 碰撞后共同运动 t0.6 s 的过程,由动量定理得 Ft(mAmB)v(mAmB)v1 代入数据解得 v11 m/s (3)设 A、B 发生碰撞前,A 的速度为 vA,对 A、B
32、 发生碰撞的过程,由动量守恒定律有 mAvA(mAmB)v1 A 从开始运动到与 B 发生碰撞前,由动能定理有 Fl 1 2 mAv 由式,代入数据解得 l0.45 m. 18见解析 【解析】 试题分析: 当线圈绕 0 0轴转过 60时, 线圈与磁场之间的夹角为 30, 所以=BSsin=2.010 20.5sin30=5103Wb 当线圈平面与磁场方向垂直时,=BS=2.010 20.5 Wb=1102Wb 使线圈从初始位置绕 OO轴转过 180,则穿过线圈平面的磁通量大小是 110 2Wb,方向与 开始时的方向相反,所以磁通量的变化量: =110 2Wb(1102Wb)=2102Wb 答:
33、使线圈从初始位置绕 OO轴转过 60,则穿过线圈平面的磁通量为 510 3Wb;若使线 圈从初始位置绕 OO轴转过 180,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 210 2Wb 19 (1)5.5m s , 2 B磁场方向向上(2) 2 2 3 m a s , 5 16 10 3 C 答案第 13页,总 14页 【详解】 (1)设 cd 棒的电阻为 1 R最大速度为 m v,ab 棒的电阻为 2 R,速度为v cd 棒的感应电动势: 11m EB Lv 感应电流: 1 1 2 1 2 4 3 + E IA R R R RR ab 棒的感应电动势: 22 EB Lv 感应电流: 2 2 1 2 1
34、E I R R R RR 对 cd 棒受力分析: 1 11 2 mgB I LB I L 带入数据可得:5.5/vm s 根据右手定则可知, 2 B磁场方向向上 (2)设当 ab 棒的速度为 1 v=10m/s,电动势 321 EB Lv,电流 3 3 1 2 1 E I R R R RR 安培力: 21 3 FB I L 对 cd 棒列牛顿第二定律:mg 12 FFma 解得:a= 2 3 m/s2 通过电阻的电流为 431 III 电压为 4 UI RQCU 5 16 10 3 C 20(1)1.0N A F ,安培力方向左偏上 37;(2)Ff=0.8N,FN=0.3N 【解析】 【分析
35、】 (1)由闭合电路欧姆定律求出电流,应用安培力公式求出金属棒受到的安培力; (2)应用平衡条件求出金属棒受到的摩擦力和支持力。 答案第 14页,总 14页 【详解】 (1)电路电流 12 2.0 A1.0A 1.60.20.2 E I RRr 金属棒受到的安培力 2.0 1.0 0.5N1.0NFBId 根据左手定则可知,安培力方向左偏上37。 (2)金属棒静止,处于平衡状态,根据平衡条件,在水平方向上有 cos370.8N f FF 在竖直方向上有 N sin37mgFF 解得 N sin370.3NFmgF 【点睛】 本题考查了求力问题,应用闭合电路欧姆定律、应用安培力公式与平衡条件可以解题。