【高物】同步課程_選修3-2_單元測(cè)試_電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用 (1)

1、電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用要點(diǎn)解析例題一、 電磁感應(yīng)與電路綜合之動(dòng)力學(xué)問題1、如圖所示，光滑的“”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域abcd后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)下列說法正確的有（ ）A若，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后將加速下滑B若，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后仍將保持勻速下滑C若，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑D若，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先減速后勻速下滑【答案】B C D【解析】金屬棒在上下兩磁

2、場(chǎng)區(qū)域向下運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電流受到的安培力都豎直向上當(dāng)安培力的大小等于重力時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，即有：，故，選項(xiàng)B、C、D正確2、如圖，豎直平面內(nèi)有一邊長(zhǎng)為、質(zhì)量為、電阻為的正方形線框在豎直向下的勻強(qiáng)重力場(chǎng)和水平方向的磁場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)中以初速度水平拋出，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨豎直向下的軸按的規(guī)律均勻增大，已知重力加速度為，求：（1）線框豎直方向速度為時(shí)，線框中瞬時(shí)電流的大?。唬?）線框在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大電功率；（3）若線框從開始拋出到瞬時(shí)速度大小到達(dá)所經(jīng)歷的時(shí)間為，那么，線框在時(shí)間內(nèi)豎直方向上的位移大小為多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）因在豎直方向兩邊的磁感

3、應(yīng)強(qiáng)度大小不同，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流為（2）當(dāng)安培力等于重力時(shí)豎直速度最大，功率也就最大所以，（3）線框受重力和安培力，其中重力為恒力，安培力為變力由動(dòng)量定理求和得:當(dāng)線框的瞬時(shí)速度大小為時(shí),其豎直方向上的速度由以上兩式得線框的豎直位移3、一個(gè)質(zhì)量的正方形金屬框總電阻，金屬框放在表面絕緣且光滑的斜面頂端（金屬框上邊與重合），自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊平行、寬度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端（金屬框下邊與重合），設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為，與此對(duì)應(yīng)的位移為，那么圖像如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，(1)根據(jù)圖像所提供的信息，計(jì)算出斜面傾角和勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度；(2)金屬框

4、從進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)所用的時(shí)間是多少；(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？【答案】，；【解析】(1)由圖像可知，從到過程中，金屬框做勻加速運(yùn)動(dòng)，由公式可得金屬框的加速度，根據(jù)牛頓第二定律金屬框下邊進(jìn)磁場(chǎng)到上邊出磁場(chǎng)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，故：，(2)金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，金屬框穿過磁場(chǎng)所用的時(shí)間(3)因勻速通過磁場(chǎng)，故有：所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小4、如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌、相距，在點(diǎn)和點(diǎn)間接一個(gè)阻值為的電阻，在兩導(dǎo)軌間、矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下，寬為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為一質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距現(xiàn)用一水平向右的恒力拉棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)

5、做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）求：（1）棒在離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度（2）棒通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能（3）試分析討論棒在磁場(chǎng)中（勻速成直線運(yùn)動(dòng)）之前可能的運(yùn)動(dòng)情況【答案】（1）（2）（3）若，則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)若，則棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)若，則棒先減速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)【解析】（1）棒離開磁場(chǎng)右邊界前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速度為，則有，對(duì)棒，有：，解得：（2）由能量守恒定律，可得：得：（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為由可得：棒在進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可分三種情況討論：若，則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)若，則棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)若，則棒先減速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)5

6、、如圖（）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為、導(dǎo)軌左端接有阻值為的電阻，質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為開始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)（1）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度；（2）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過多少？（3）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？（4）若時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做勻加速直線

7、運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其關(guān)系如圖（）所示，已知在時(shí)刻導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小vRBLmv1（a）ttvtO（b）【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1），速度恒定時(shí)有：，可得：（2）（3）， （4）因?yàn)閷?dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有為常數(shù)，設(shè)為，則：則：可解得：6、如圖甲所示，固定于水平面上的兩根互相平行且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中兩導(dǎo)軌間距離l = 0.5 m，兩軌道的左端之間接有一個(gè)R = 0.5 W的電阻導(dǎo)軌上垂直放置一根質(zhì)量m =0.5 kg的金屬桿金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)將與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用

8、在金屬桿上，使桿從靜止開始運(yùn)動(dòng)，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化，v與F的關(guān)系如圖乙所示取重力加速度g=10m/s2，金屬桿與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，金屬桿始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸lRBF圖甲（1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，以及金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)【答案】（1）加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)（2）1T；0.4【解析】（1）當(dāng)對(duì)桿施加一定得拉力而使桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流產(chǎn)生的安培力又阻礙桿的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度越大，安培力就越大，直到拉力與安培力，摩擦力為零時(shí)，桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故桿做勻速

9、直線運(yùn)動(dòng)前，桿的加速度是變化的，所以它做變加速直線運(yùn)動(dòng)，由于桿受到的合力是最小的，故加速度逐漸減小，所以桿做的是加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)（2）設(shè)桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為，則此時(shí)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電路中的電流為安培力的大小為設(shè)摩擦力為，則當(dāng)拉力為時(shí)，桿勻速的速度為，故則當(dāng)拉力為時(shí)，桿勻速的速度為，故解之得：，故金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)二、 電磁感應(yīng)與電路綜合之能量問題7、如圖所示，傾角為的光滑絕緣的斜面上放著的型導(dǎo)軌，另有一質(zhì)量的金屬棒平行放在導(dǎo)軌上，下側(cè)有絕緣的垂直于斜面的立柱擋住使之不下滑以為界，下部有一垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上部有平行于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為，導(dǎo)軌段

10、長(zhǎng)金屬棒的電阻，其余電阻不計(jì)金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，開始時(shí)導(dǎo)軌邊用細(xì)線系在立柱上，導(dǎo)軌和斜面足夠長(zhǎng)，當(dāng)剪斷細(xì)線后，試求：（1）細(xì)線剪斷瞬間，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的加速度；（2）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大速度；（3）若導(dǎo)軌從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中，流過金屬棒的電量，則在此過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）細(xì)線剪斷瞬間，對(duì)導(dǎo)軌應(yīng)用牛頓第二定律：其中，解得：（2）下滑過程對(duì)導(dǎo)軌應(yīng)用牛頓第二定律：把及代入得：令上式，得導(dǎo)軌的最大速度為：（3）設(shè)導(dǎo)軌下滑距離時(shí)達(dá)到最大速度，則有：解得：對(duì)系統(tǒng)由能量守恒定律得：代入數(shù)據(jù)解得：8、如圖所示，和是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為，導(dǎo)軌平面與

11、水平面的夾角為.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.端連有電阻值為的電阻.若將一質(zhì)量，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒在距端處由靜止釋放，在棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為，方向沿斜面向上的恒力把棒從位置由靜止推至距端處，突然撤去恒力，棒最后又回到端.求：（1）棒下滑過程中的最大速度.（2）棒自端出發(fā)又回到端的整個(gè)過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)）?【答案】（1）（2）【解析】（1）如圖所示，當(dāng)從距端處由靜止開始滑至的過程中，受力情況如圖所示安培力：根據(jù)牛頓第二定律：所以，由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)時(shí)速度達(dá)到最大值.由式中有：

12、，（2）由恒力推至距端處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回之前已達(dá)最大速度開始勻速.設(shè)棒由從靜止出發(fā)到再返回過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為E.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：，9、如圖，光滑斜面的傾角，在斜面上放置一矩形線框，邊的邊長(zhǎng)，邊的邊長(zhǎng)，線框的質(zhì)量，電阻，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量，斜面上線（）的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，線和的距離，（?。?，求：（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物的加速度；（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度；（3）邊由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到線處所用的時(shí)間；（4）邊運(yùn)動(dòng)到線處的速度大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到線的整個(gè)過程中

13、產(chǎn)生的焦耳熱【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框僅受到細(xì)線的拉力，斜面的支持力和線框重力，重物受到重力和拉力對(duì)線框，由牛頓第二定律得.聯(lián)立解得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物的加速度（2）因?yàn)榫€框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，所以重物受力平衡，線框受力平衡邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)形成的感應(yīng)電流，受到的安培力聯(lián)立上述各式得，代入數(shù)據(jù)解得（3）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)磁場(chǎng)的過程中，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后到運(yùn)動(dòng)到h線，仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)磁場(chǎng)前線框的加速度大小與重物的加速度相同，為該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為進(jìn)磁場(chǎng)過程中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況同

14、進(jìn)入磁場(chǎng)前，所以該階段的加速度仍為，解得：因此邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到線所用的時(shí)間為（4）線框邊運(yùn)動(dòng)到處的速度整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的焦耳熱三、 電磁感應(yīng)與電路綜合之電量問題10、如圖甲所示，一個(gè)電阻為、面積為的矩形導(dǎo)線框，水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向與邊垂直并與線框平面成角，、分別是邊和邊的中點(diǎn)現(xiàn)將線框右半邊繞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到圖乙所示位置在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是（ ）ABCD【答案】A【解析】線框的右半邊()未旋轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)回路的磁通量；線框的右半邊旋轉(zhuǎn)后，穿進(jìn)跟穿出的磁通量相等，整個(gè)回路的磁通量，所以根據(jù)公式得，A正確11、如圖甲所示，一個(gè)電阻值為、匝數(shù)為的圓形金屬線圈與阻值為2

15、R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖線與橫縱軸的截距分別為t0和B0導(dǎo)線的電阻不計(jì)求0t1時(shí)間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向（2）通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量甲乙【答案】（1），通過電阻上的電流方向?yàn)閺牡剑?），【解析】（1）由圖象分析可知，時(shí)間內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律有：而由閉合電路的歐姆定律有：聯(lián)立解得：通過電阻上的電流大小由楞次定律可判斷，通過電阻上的電流方向?yàn)閺牡剑?）通過電阻上的電荷量電阻上產(chǎn)生的熱量12、的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌平行置于同一水平面內(nèi)

16、，導(dǎo)軌間距為，電阻不計(jì)，處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為，電容器的電容為、長(zhǎng)度也為、電阻值同為的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在運(yùn)動(dòng)距離為的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為，求：（1）速度的大小（2）所帶的電荷量【答案】【解析】（1）動(dòng)勢(shì)為，回路中的電流為運(yùn)動(dòng)距離所用時(shí)間為，三個(gè)電阻與電源串聯(lián)，總電阻為則，由閉合電路歐姆定律有 ，由焦耳定律有，由上述各式得（2）板間的電勢(shì)差為，則有，電容器所帶電荷量，解得隨堂練習(xí)1、如圖所示，均勻金屬圓環(huán)的總電阻為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直地穿過圓環(huán)金屬桿的長(zhǎng)為

17、，電阻為，端與環(huán)緊密接觸，金屬桿繞過圓心的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)電阻的一端用導(dǎo)線和環(huán)上的點(diǎn)連接，另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸處的端點(diǎn)相連接下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（ ）A通過電阻的電流的最大值為B通過電阻的電流的最小值為C中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為D通過電阻的電流恒為【答案】D【解析】求解本題的關(guān)鍵是找出與圓環(huán)接觸點(diǎn)的位置，畫等效電路圖求回路中的電流當(dāng)金屬桿繞點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)C正確；電流的大小決定于M端與滑環(huán)連接點(diǎn)的位置，當(dāng)M端滑至A點(diǎn)時(shí)，回路中的電阻最小，其阻值，根據(jù)，得，選項(xiàng)A正確；當(dāng)M端與圓環(huán)的上頂點(diǎn)相接觸時(shí)，回路中的電阻最大，其阻值，所以，選項(xiàng)B正確2、如圖所示，水平放置的U形金屬框架中接有電源

18、，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r現(xiàn)在框架上放置一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿，它可以在框架上無摩擦地滑動(dòng)，框架兩邊相距L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上ab桿受到水平向右的恒力F后由靜止開始向右滑動(dòng)，求：（1）ab桿由靜止啟動(dòng)時(shí)的加速度（2）ab桿可以達(dá)到的最大速度vm（3）當(dāng)ab桿達(dá)到最大速度vm時(shí)，電路中每秒放出的熱量Q【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）ab滑動(dòng)前通過的電流：受到的安培力，方向水平向左所以ab剛運(yùn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)加速度為：（2）ab運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原電路電流相同，到達(dá)最大速度時(shí)，感應(yīng)電路如圖所示此時(shí)電流由平衡條件得：故可得：（3）方法一由以上可知，由焦耳定律得：方法

19、二由能量守恒定律知，電路每秒釋放的熱量等于電源的總功率加上恒力F所做的功率，即：3、如圖甲所示，水平放置的形金屬導(dǎo)軌寬度為，其電阻不計(jì)阻值為的金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置金屬棒與導(dǎo)軌左端相距勻強(qiáng)磁場(chǎng)與水平面的夾角為斜向下，從時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示已知在內(nèi)金屬棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)則下列說法中正確的是（ ）甲乙A在時(shí)，金屬棒所受安培力為零B在時(shí)，金屬棒所受安培力為零C在與時(shí)，金屬棒所受安培力大小相等D在到時(shí)間內(nèi)流過金屬棒橫截面積的電荷量為【答案】B C D【解析】在時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不等于零，且電流與磁場(chǎng)方向垂直，因此安培力不為零，A錯(cuò)；時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零，此時(shí)的安培力為零，B對(duì)；和這兩個(gè)時(shí)刻

20、的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，因此安培力的大小也相等，C對(duì)；，代入數(shù)據(jù)可得電荷量為4、如圖，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為，左側(cè)接一阻值為的電阻區(qū)域內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為一質(zhì)量為，電阻為的金屬棒置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到（為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度）的水平力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大（已知，）（1）分析并說明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；（3）若撤去外力后棒的速度隨位移的變化規(guī)律滿足，且棒在運(yùn)動(dòng)到處時(shí)恰好靜止，則外力作用的時(shí)間為多少？（4）若在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去外力，畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中

21、速度隨位移的變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線【答案】（1）加速度為恒量（2）（3）（4）【解析】（1）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，兩端電壓，隨時(shí)間均勻增大，即隨時(shí)間均勻增大，加速度為恒量（2），以代入得，與無關(guān)，所以，得（3），所以，得：，（4）可能圖線如下：課后作業(yè)1、如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，直導(dǎo)線垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為電容器的電容，除電阻外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)現(xiàn)給導(dǎo)線一初速度，使導(dǎo)線向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)（ ）A電容器兩端的電壓為零B電阻兩端的電壓為C電容器所帶電量為D為保持勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力

22、大小為【答案】C【解析】當(dāng)導(dǎo)線勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線所受的合力為零，說明導(dǎo)線不受安培力，電路中電流為零，故電阻兩端沒有電壓此時(shí)導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電容器兩板間的電壓為C、電容器兩板間的電壓為，則電容器所帶電荷量，D、因勻速運(yùn)動(dòng)后所受合力為，而此時(shí)無電流，不受安培力，則無需拉力便可做勻速運(yùn)動(dòng)2、如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為，左側(cè)接一阻值為的電阻區(qū)域內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為s一質(zhì)量為m、電阻為的金屬棒置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到（N）（為金屬棒速度）的水平外力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大（已知：，）（1）分析并說明該金屬棒在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?）若撤去外力后棒的速度隨位移的變化規(guī)律滿足，且棒在運(yùn)動(dòng)到處時(shí)恰好靜止，則外力作用的時(shí)間為多少？(4)若在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去外力，畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨位移變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線【答案】（1）金屬棒做勻加速運(yùn)動(dòng)（2）（3）(4)如圖所示【