2023-2024年山東省威海市乳山市銀灘高級中學(xué)高二3月月考物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年度第二學(xué)期高二3月模塊檢測物理試題一、單選題1.下列現(xiàn)象中利用的原理不是利用電磁感應(yīng)的是（）A.如圖甲所示，真空冶煉爐外有線圈，線圈中通入高頻交流電，爐內(nèi)的金屬能迅速熔化B.如圖乙所示，安檢門可以檢測金屬物品，如攜帶金屬刀具經(jīng)過時，會觸發(fā)報警C.如圖丙所示，放在磁場中的玻璃皿內(nèi)盛有導(dǎo)電液體，其中心放一圓柱形電極，邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極，通電后液體就會旋轉(zhuǎn)起來D.如圖丁所示，用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤，銅盤很快靜止下來【答案】C【解析】真空冶煉爐外中的線圈中通有高頻交流電，從而在線圈中產(chǎn)生很強的變化的電磁場，最終導(dǎo)致爐內(nèi)金屬產(chǎn)生渦流，使得金屬到達(dá)很高的溫度從而熔化，利用了電磁感應(yīng)的原理，故A正確，不符合題意；安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品，原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生的磁場，會在金屬物品中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到，即利用了電磁感應(yīng)的原理來工作，故B正確，不符合題意；放在磁場中的玻璃皿內(nèi)盛有導(dǎo)電液體，其中心放一圓柱形電極，邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極，從而使得圓柱形電極與邊緣形成電流，電流在磁場中受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動，不是利用電磁感應(yīng)的原理，故C錯誤，符合題意；用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤，銅盤內(nèi)部將會產(chǎn)生渦流，從而會很快靜止下來，利用了電磁感應(yīng)的原理，故D正確，不符合題意；故選C。2.如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運動。為了檢測出個別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于傳送帶運動方向，根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離，就能夠檢測出不合格線圈。通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是（）A.若線圈閉合，進(jìn)入磁場時，線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為逆時針B.若線圈閉合，傳送帶以較大速度勻速運動時，磁場對線圈的作用力較大C.從圖中可以看出，第個線圈是不合格線圈D.從圖中可以看出，第個線圈是不合格線圈【答案】B【解析】若線圈閉合，進(jìn)入磁場時，穿過線圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的磁場方向向下，所以感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，傳送帶以較大速度勻速運動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大，則感應(yīng)電流較大，磁場對線圈的作用力較大，故B正確；由題圖知第、、、、個線圈位置均勻，則都發(fā)生了相對滑動，而第個線圈沒有向后滑動，則第個線圈不閉合，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，是不合格線圈，故CD錯誤。故選B。3.如圖所示，為一個單匝閉合矩形金屬線框，已知的長度，的長度，線框電阻，圖中虛線為勻強磁場的右邊界（磁場左邊界足夠遠(yuǎn)），與線框的邊平行，且將邊等分，磁場的磁感應(yīng)強度大小、方向垂直線框平面向里。時線框由圖示位置開始繞邊以角速度勻速轉(zhuǎn)動，下列關(guān)于線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖像可能正確的是（圖像中只畫了一個周期，圖線均為正弦曲線，實線表示實際電流，虛線表示沒有電流）（）A. B.C. D.【答案】A【解析】當(dāng)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過時，線框中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流最大，且最大感應(yīng)電動勢,最大感應(yīng)電流,線框轉(zhuǎn)動周期，在線框從圖示位置轉(zhuǎn)動的一個周期中，在最初轉(zhuǎn)過的和最后轉(zhuǎn)過的，所對應(yīng)時間為最初的和最后的時間內(nèi)，由于線框在磁場方向的投影面積不變，即穿過線框的磁通量保持不變，因此在這兩段時間內(nèi)線框中沒有感應(yīng)電流，而在一個周期內(nèi)中間的時間內(nèi)，感應(yīng)電流按正弦規(guī)律變化。故選A。4.如圖甲所示，螺線管匝數(shù)，橫截面積，螺線管導(dǎo)線電阻，電阻，磁感應(yīng)強度的圖像如圖乙所示（以向右為正方向），下列說法正確的是（）A.通過電阻的電流方向不變 B.通過電阻的電荷量為C.電阻兩端的電壓為 D.時點的電勢為【答案】D【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律得，一個周期的時間內(nèi)，前半個周期與后半個周期的電動勢（電流）大小相等、方向相反，所以通過的電流方向在變化，故A錯誤；通過電阻的電荷量為，故B錯誤；電阻上的電壓，故C錯誤；內(nèi)點比點電勢高，點的電勢為，內(nèi)，點比點電勢低，點的電勢為，故D正確。故選D。5.現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時，產(chǎn)生變化的磁場，穿過真空室所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化，這時真空室空間內(nèi)就產(chǎn)生渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下得到加速。如圖所示（上部分為側(cè)視圖、下部分為真空室的俯視圖），若電子被“約束”在半徑為的圓周上運動，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時（）A.若電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時，電子將加速B.若電子沿順時針運動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時，電子將加速C.若電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時，電子將加速D.被加速時電子做圓周運動的周期不變【答案】A【解析】當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時，由安培定則知，將產(chǎn)生向上的磁場，當(dāng)電磁鐵繞組中電流增大時，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，這時真空室空間內(nèi)將產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電子沿逆時針方向運動，電子將加速，故A正確，BC錯誤。由于電子被“約束”在半徑為的圓周上運動，由，知，電子加速后，電子做圓周運動的周期減小，故D錯誤。故選A。6.如圖所示的電路中，為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，、是兩個完全相同的燈泡，是內(nèi)阻不計的電源。時刻，閉合開關(guān)，經(jīng)過一段時間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，時刻斷開開關(guān)。、分別表示燈泡和中的電流，規(guī)定圖中箭頭所示方向為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流隨時間變化關(guān)系的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】當(dāng)閉合時，的自感作用會阻礙通過其本身的電流變大，電流從流過，當(dāng)?shù)淖璧K作用變小時，中的電流變大，中的電流變小至零；中的電流為電路總電流，電流流過時，電路總電阻較大，電流較小，當(dāng)中電流為零時，電流流過與，總電阻變小，電流變大至穩(wěn)定。當(dāng)斷開時，馬上熄滅，與組成回路，由于的自感作用，閃亮后慢慢熄滅，電流反向且減小，BCD錯誤，A正確，故選A。7.如圖所示，水平面上足夠長的平行直導(dǎo)軌左端連接一個耐高壓的平行板電容器，豎直向下的勻強磁場分布在整個空間。導(dǎo)體桿在恒力作用下從靜止開始向右運動，在運動過程中導(dǎo)體桿始終與導(dǎo)軌接觸良好。若不計一切摩擦和電阻，那么導(dǎo)體桿所受安培力以及運動過程中的瞬時速度隨時間的變化關(guān)系圖正確的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】導(dǎo)體桿在恒力作用下從靜止開始向右運動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電容器充電，由于不考慮電阻，電容器兩端電壓與電動勢相等，設(shè)充電電流為，則有，則安培力為，對導(dǎo)體桿由牛頓第二定律有，即，得，即導(dǎo)體桿做勻加速直線運動，則安培力恒定，故選C。8.半徑為的圓形邊界內(nèi)分布有垂直圓所在平面的磁場,垂直紙而向里的磁感應(yīng)強度大小為,垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度大小為,如圖所示．為八分之一圓導(dǎo)線框,其總電阻為，以角速度繞軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動,從圖中所示位置開始計時,用表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流（順時針方向為正）,線框中感應(yīng)電流隨時間變化圖像可能是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，電動勢，感應(yīng)電流；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針方向，電動勢，感應(yīng)電流；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，電動勢，感應(yīng)電流；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為逆時針方向，電動勢，感應(yīng)電流；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零；故選B.9.如圖甲所示，、兩個金屬圓環(huán)通過導(dǎo)線相連構(gòu)成回路，在環(huán)中加垂直于環(huán)面的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，磁感應(yīng)強度垂直于環(huán)面向里為正，則下列說法正確的是A.內(nèi)，、兩環(huán)中的磁場方向相反B.時刻，環(huán)中磁通量為零C.內(nèi)，環(huán)中電流始終沿順時針方向D.內(nèi)，環(huán)中的磁通量先增大后減小【答案】A、C【解析】內(nèi)，環(huán)中磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知、環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，根據(jù)安培定則可知環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙面向外，故選項A符合題意；時刻，環(huán)中磁通量的變化率最大，感應(yīng)電流最大，因此環(huán)中感應(yīng)電流的磁通量不為零，故選項B不符合題意；內(nèi)，環(huán)中磁通量先向里減小，后向外增大，根據(jù)楞次定律可知環(huán)中感應(yīng)電流方向始終沿順時針方向，因此環(huán)中的感應(yīng)電流方向始終沿順時針方向，故選項C符合題意；內(nèi)，環(huán)中磁通量的變化率先減小后增大，因此環(huán)中感應(yīng)電流先減小后增大，環(huán)中磁通量先減小后增大，故選項D不符合題意．10.如圖所示，、兩燈泡與兩電阻的阻值均為。閉合、，電路穩(wěn)定后，兩燈亮度相同，則（）A.只斷開，兩燈亮度不變B.在只斷開的瞬間，電流從C.只斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下再熄滅D.只斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下再熄滅【答案】A、B【解析】電路穩(wěn)定后，兩燈亮度相同，故只斷開，電路結(jié)構(gòu)不變，兩燈亮度不變，故A正確；只斷開，由于自感現(xiàn)象，電流從經(jīng)過燈構(gòu)成回路，燈立即熄滅，由于原來電阻中電流與燈中電流相等，則燈不會閃亮一下，而是逐漸熄滅，故B正確，CD錯誤。故選AB。11.如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜固定放置，導(dǎo)軌上端接有定值電阻，垂直于導(dǎo)軌的虛線、間有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，一金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置。金屬棒第一次在圖中位置由靜止釋放，恰好能勻速通過磁場；第二次在位置由靜止釋放，出磁場前，金屬棒已勻速。金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計，則金屬棒通過磁場的過程中，第二次與第一次相比（）A.通過磁場的時間短 B.通過電阻的電量小C.電阻上產(chǎn)生的焦耳熱大 D.金屬棒受到的安培力沖量大【答案】A、C【解析】由于第一次勻速通過，則第二次通過平均速度比第一次大，時間短，故A正確；由，可知，由于兩次相同，因此通過電阻的電量相等，故B錯誤；根據(jù)能量守恒可知，回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于金屬棒減少的機(jī)械能，由于第二次減少的機(jī)械能多，因此第二次相對于第一次，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱大，故C正確；安培力的沖量，因此兩次金屬棒受到的安培力沖量大小相等，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示在光滑水平面上用恒力拉質(zhì)量的單匝均勻正方形銅線框，邊長為，在位置以速度進(jìn)入磁感應(yīng)強度為的勻強磁場并開始計時，若磁場的寬度為（），在時刻線框到達(dá)位置速度又為并開始離開勻強磁場．此過程中圖象如圖所示，則（）A.時，線框右側(cè)邊的兩端電壓為B.在時刻線框的速度為C.線框完全離開磁場的瞬間位置速度一定比時刻線框的速度大D.線框從位置進(jìn)入磁場到完全離開磁場位置過程中，線框中產(chǎn)生的電熱為【答案】B、D【解析】時，邊切割磁感線相當(dāng)于電源，線框右側(cè)邊的兩端電壓為外電壓，感應(yīng)電動勢：，外電壓，故A項不合題意.根據(jù)圖象可知在時間內(nèi)，線框做勻加速直線運動，合力等于，則在時刻線框的速度為，故B項符合題意.因為時刻和時刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故線框完全離開磁場時的速度與時刻的速度相等，故C項不合題意.因為時刻和時刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故線框完全離開磁場時的速度與時刻的速度相等，進(jìn)入磁場克服安培力做的功和離開磁場克服安培力做的功一樣多.線框在位置和位置時的速度相等，從位置到位置過程中外力做的功等于克服安培力做的功，即有，所以線框穿過磁場的整個過程中，產(chǎn)生的電熱為，故D項符合題意.三、實驗題13.如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置。（1）將圖中所缺的導(dǎo)線補接完整_________________________。（2）如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下，那么合上開關(guān)后進(jìn)行下述操作時可能出現(xiàn)的情況是：①將通電線圈迅速插入感應(yīng)線圈時，靈敏電流計指針將_________________________。②通電線圈插入感應(yīng)線圈后，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時，靈敏電流計指針將________。（3）在實驗時，如果感應(yīng)線圈兩端不接任何元件，則感應(yīng)線圈電路中將______________。A.因電路不閉合，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但無感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動勢C.不能用楞次定律和安培定則判斷感應(yīng)電動勢方向D.可以用楞次定律和安培定則判斷感應(yīng)電動勢方向（4）如圖所示，、分別表示通電線圈和感應(yīng)線圈，若感應(yīng)線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，可能是因為__________。A.通電線圈中通入順時針方向的電流，且正從感應(yīng)線圈中取出B.通電線圈中通入順時針方向的電流，且其中的鐵芯正被取出C.通電線圈中通入順時針方向的電流，且正將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)小D.通電線圈中通入逆時針方向電流，且正在斷開電源【答案】（1）；（2）向右偏轉(zhuǎn)；向左偏轉(zhuǎn)；（3）BD；（4）AB【解析】（1）連線如圖所示（2）由題可知，在閉合開關(guān)時電流增大，磁通量增大，則靈敏電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，若磁通量減小，則靈敏電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。所將通電線圈迅速插入感應(yīng)線圈時通過的磁通量增大，故電流表指針向右偏轉(zhuǎn)；通電線圈插入感應(yīng)線圈后，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時，滑動變阻器的有效電阻增大，通過線圈的電流減小，故磁通量也減小，故靈敏電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)。（3）只要穿過感應(yīng)線圈的磁通量發(fā)生變化，就會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，就有感應(yīng)電動勢，但電路不閉合，無感應(yīng)電流。用楞次定律和安培定則可以判斷感應(yīng)電動勢的方向。故選BD。（4）通電線圈中通入順時針方向的電流，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生向里的磁場，此時若從感應(yīng)線圈中取出，則通過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故A符合題意；通電線圈中通入順時針方向的電流，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生向里的磁場，此時取出其中的鐵芯，則通過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故B符合題意；通電線圈中通入順時針方向的電流，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生向里的磁場，此時正將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)小，則通過線圈的電流增大，產(chǎn)生向里的磁場增大，故通過線圈磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故C不符合題意；通電線圈中通入逆時針方向的電流，根據(jù)安培定則可知，產(chǎn)生向外的磁場，此時正在斷開電源，則通過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故D不符合題意。故選AB。14.某學(xué)習(xí)小組在“研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”實驗中采用了如圖甲所示的實驗裝置。（1）實驗需用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，___________。（2）在實驗中，讓小車以不同速度靠近螺線管，記錄下光電門擋光時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值，改變速度多次實驗，得到多組數(shù)據(jù)。這樣的實驗設(shè)計滿足了物理實驗中常用的“控制變量法”，你認(rèn)為小車以不同速度靠近螺線管過程中不變的量是：在時間內(nèi)___________。（3）得到多組與的數(shù)據(jù)之后，若以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)畫出圖象，發(fā)現(xiàn)圖象是一條曲線，不容易得出清晰的實驗結(jié)論，為了使畫出的圖象為一條直線，最簡單的改進(jìn)辦法是以___________為橫坐標(biāo)。（4）根據(jù)改進(jìn)后畫出的圖象得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)___________。（5）其他條件都不變，若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線，其斜率___________（填“減半”“不變”或“加倍”）?！敬鸢浮浚?）（）；（2）穿過線圈的磁通量的變化量；（3）；（4）感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比（或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動勢與時間成反比）；（5）加倍【解析】（1）螺旋測微器固定刻度為，可動刻度為，所以最終讀數(shù)為（2）在擋光片每次經(jīng)過光電門的過程中，磁鐵與線圈之間相對位置的改變量都一樣，穿過線圈磁通量的變化量都相同。（3）根據(jù)，因不變，與成正比，橫坐標(biāo)應(yīng)該是。（4）感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比（或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動勢與時間成反比）。（5）匝數(shù)加倍后，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，圖象縱坐標(biāo)加倍橫坐標(biāo)不變，所以新圖象的斜率加倍。四、解答題15.如圖所示，一根電阻為的導(dǎo)線彎成一個圓形線圈，圓半徑，圓形線圈質(zhì)量，此線圈放在絕緣光滑的水平面上，在y軸右側(cè)有垂直于線圈平面的勻強磁場．若線圈以初動能沿軸方向滑進(jìn)磁場，當(dāng)進(jìn)入磁場時，線圈中產(chǎn)生的電能．求：（1）此時線圈的運動速度；（2）此時線圈與磁場左邊緣兩交接點間的電壓；（3）此時線圈加速度大?。敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）設(shè)線圈的速度為，根據(jù)能量守恒定律得:，解得：；（2）線圈切割磁感線的有效長度：，電動勢：，電流：，兩點間電壓：；（3）由牛頓第二定律：，解得線圈加速度大?。?；16.如圖是某學(xué)習(xí)小組在空曠的場地上做“搖繩發(fā)電實驗”的示意圖。他們將一銅芯線像甩跳繩一樣勻速搖動，銅芯線的兩端分別通過細(xì)銅線與靈敏交流電流計相連。搖繩的兩位同學(xué)的連線與所在處的地磁場（可視為勻強磁場）垂直。搖動時，銅芯線所圍成半圓周的面積，轉(zhuǎn)動角速度，用電流計測得電路中電流，電路總電阻，取，。（1）求該處地磁場磁感應(yīng)強度；（2）從銅芯線所在平面與該處地磁場平行開始計時，求其轉(zhuǎn)過四分之一周的過程中，通過電流計的電荷量；（3）求銅芯線轉(zhuǎn)動一周的過程中，電路產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）銅芯線中產(chǎn)生的是正弦交流電，則，，，解得；（2）從銅芯線與地面平行開始至銅芯線轉(zhuǎn)動四分之一周的過程中，，，，解得；（3）銅芯線轉(zhuǎn)動一周，電路中產(chǎn)生的焦耳熱，，解得；17.如圖甲所示，固定平行金屬導(dǎo)軌、與水平面成角傾斜放置，其電阻不計，相距為，導(dǎo)軌頂端與電阻相連，。在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌水平放置一根質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒。距離導(dǎo)軌頂端，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)；在裝置所在區(qū)域加一個垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場，其磁感應(yīng)強度和時間的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。（?。?）前內(nèi)，施加外力使導(dǎo)體棒保持靜止，求通過導(dǎo)體棒的電流的大小和方向；（2）前內(nèi)，哪段時間內(nèi)靜止釋放導(dǎo)體棒（不施加外力），釋放時導(dǎo)體棒能處于平衡狀態(tài)？（3）后靜止釋放導(dǎo)體棒，已知棒滑到底部前已達(dá)到最大速度并勻速下滑到底部，此過程中通過的電量。求的大小、以及此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?），由到；（2）；（3），【解析】（1）由題意知，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得前產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：，根據(jù)閉合電路歐姆定律有電流為：，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為到；（2）導(dǎo)體棒所受摩擦力為：，當(dāng)導(dǎo)體棒剛要向下滑動時，摩擦力方向沿導(dǎo)軌向上，安培力最小值有：，解得：，當(dāng)導(dǎo)體棒剛要向上滑動時，摩擦力方向沿導(dǎo)軌向下，安培力最大值有：，解得：，由圖乙可知在內(nèi)的函數(shù)關(guān)系式為：，故當(dāng)時，，