1、專題突破練習(十)(時間：40分鐘)1.如圖所示，一足夠長的平行金屬導軌傾斜放置，傾角為37，寬度為0.5 m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1 。一導體棒mn垂直于導軌放置，質量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數為0.5。在導軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為0.8 t。將導體棒mn由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡穩定發光，此后導體棒mn的運動速度大小以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()a2.5 m/s,1 wb5 m/s,1 wc7.5 m/s,9 w d15 m/s,9 w

2、b小燈泡穩定發光時，導體棒做勻速直線運動，處于平衡狀態，由平衡條件得：mgsin 37mgcos 37，解得v5 m/s；導體棒產生的感應電動勢eblv，電路電流i，燈泡消耗的功率pi2r，解得p1 w，故選項b正確。2(多選)(2020廣東汕頭高三下學期5月月考)矩形導線框abcd放在勻強磁場中處于靜止狀態，如圖甲所示。一磁場的磁感線方向與導線框所在平面垂直，磁感應強度的大小b隨時間t變化的圖象如圖乙所示。t0時刻，磁感應強度的方向垂直導線框平面向里，在04 s時間內，導線框ad邊所受安培力f安隨時間t變化的圖象(規定向左為安培力的正方向)及導線框中的感應電流i隨時間t變化的圖象(規定順時針

3、方向為電流的正方向)可能是圖中的()甲乙abcdadt0時刻，磁感應強度的方向垂直線框平面向里，在0到1 s內，穿過線框的磁通量變小，由楞次定律可得，感應電流方向是順時針，即為正方向，再由左手定則可得線框的ad邊的安培力水平向左。當在1 s到2 s內，磁感應強度的方向垂直線框平面向外，穿過線框的磁通量變大，由楞次定律可得，感應電流方向是順時針，再由左手定則可得線框的ad邊的安培力水平向右。同理，在下一個周期內，重復出現安培力先向左后向右，而感應電流方向為負，故ad正確，bc錯誤。3.(多選)(山東煙臺一中2020屆月考)如圖所示為固定在絕緣斜面上足夠長的平行導軌，上端連接有電阻r，勻強磁場垂直

4、穿過導軌平面，方向向上。一金屬棒垂直于導軌放置，以初速度v0沿導軌下滑。棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌電阻、金屬棒電阻以及一切摩擦均不計。若t時刻，棒下滑的速度大小為v，電阻r消耗的熱功率為p，則下列圖象可能正確的是()abcdbc金屬棒下滑的過程中受重力、導軌的支持力和沿斜面向上的安培力，若開始時安培力大于重力沿斜面向下的分力，金屬棒做減速運動，則由牛頓第二定律可知，a，隨著速度的減小，金屬棒的加速度逐漸減小，當mgsin 時速度最小，以后金屬棒做勻速運動，b正確；同理可分析出若開始時安培力小于重力沿斜面向下的分力，金屬棒做加速度減小的加速運動，最后勻速運動，a錯誤；電阻r消耗的熱功率p，

5、c正確，d錯誤。4.(多選)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內，一長為r、電阻為r的均勻金屬棒ab置于圓導軌上面，ba的延長線通過圓導軌中心o，裝置的俯視圖如圖所示，整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為b，方向豎直向下。在兩環之間接阻值為r的定值電阻和電容為c的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞o逆時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計。下列說法正確的是()a金屬棒中電流從b流向ab金屬棒兩端電壓為br2c電容器的m板帶負電d電容器所帶電荷量為cbr2ab根據右手定則可知金屬棒中電流從b流向a，選項a正確；金屬棒轉動產生的電動勢為ebrbr

6、2，切割磁感線的金屬棒相當于電源，金屬棒兩端電壓相當于電源的路端電壓，因而uebr2，選項b正確；金屬棒a端相當于電源正極，電容器m板帶正電，選項c錯誤；由c可得電容器所帶電荷量為qcbr2，選項d錯誤。5(2021重慶新高考適應性考試)如圖所示，正方形mnpq內的兩個三角形區域充滿勻強磁場，形狀與mnpq完全相同的閉合導線框mnpq在外力作用下沿軸線oo水平向左勻速運動。設通過導線框的感應電流為i，逆時針方向為電流的正方向，當t0時mq與np重合，在mq從np到臨近mq的過程中，下列圖像中能反映i隨時間t變化規律的是()a bcdb閉合導線框mnpq勻速向左運動過程，穿過回路和磁通量不斷增大

7、，根據楞次定律可知，回路中的電流一直是逆時針的，所以電流一直為正。線框向左勻速運動過程中，切割磁感線的有效長度先減小，后增大，所以感應電流先減小，后增大。故選b。6(多選)(2021湖北新高考適應性考試)如圖所示，在mn右側區域有垂直于紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度隨時間變化的關系為bkt(k為大于零的常量)。一高為a、電阻為r的正三角形金屬線框向右勻速運動。在t0時刻，線框底邊恰好到達mn處；在tt時刻，線框恰好完全進入磁場。在線框勻速進入磁場的過程中()a線框中的電流始終為逆時針方向b線框中的電流先逆時針方向，后順時針方向ct時刻，流過線框的電流大小為dt時刻，流過線框的電流大小為ad根

8、據楞次定律可知，穿過線圈的磁通量增加，則線框中的電流始終為逆時針方向，選項a正確，b錯誤；線圈的邊長為，t時刻，線圈切割磁感線的有效長度為，感應電動勢ebvv，線圈中產生的感應電動勢eskaka2，則流過線框的電流大小為i，選項c錯誤，d正確。故選ad。7(多選)如圖甲所示，發光竹蜻蜓是一種常見的兒童玩具，它在飛起時能夠持續發光。某同學對竹蜻蜓的電路作如下簡化：如圖乙所示，半徑為l的導電圓環繞垂直于圓環平面、通過圓心o的金屬軸o1o2以角速度逆時針勻速轉動(俯視)。圓環上接有電阻均為r的三根金屬輻條op、oq、or，輻條互成120角。在圓環左半部分張角也為120角的范圍內(兩條虛線之間)分布著

9、垂直圓環平面向下磁感應強度為b的勻強磁場，在轉軸o1o2與圓環的邊緣之間通過電刷m、n與一個led燈相連。假設led燈電阻為r，其他電阻不計，從輻條op進入磁場開始計時。在輻條op轉過120的過程中，下列說法中正確的是()甲乙ao、p兩端電壓為bl2b通過led燈的電流為c整個裝置消耗的電能為d增大磁感應強度可以使led燈發光時更亮bcd輻條op進入磁場勻速轉動時有ebl，在電路中op相當于內阻為r的電源，另外兩根金屬輻條和led燈并聯，故電路的總電阻r，op兩端的電壓為電源的路端電壓u，流過led燈的電流是i，a錯誤，b正確；整個裝置消耗的電能qt，c正確；由led燈中電流為i知，增大角速度

10、、增大磁感應強度、減小輻條的電阻和led燈的電阻等措施可以使led燈變得更亮，故d正確。8.(多選)如圖所示，導體棒沿兩平行導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac右側的磁感應強度是左側的2倍且方向相反，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關于導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規定電流由m經r到n為正方向，安培力向左為正方向)()abcdac設導軌間距為l，導體棒在左半區域時，根據右手定則，通過棒的電流方向向上，電流由m經r到n為正值，it，故i隨時間均勻增大，導體棒在右半區域時，根據右手定則，通過棒的電流方向向下，電流為負值

11、，i，故i隨時間均勻減小，且滿足經過分界線時感應電流大小突然加倍，a正確，b錯誤；第一段時間內安培力大小ft2，第二段時間內f，根據數學知識可知，c正確，d錯誤。9. (多選)如圖所示，abcd為一邊長為l的正方形導線框，導線框位于光滑水平面內，其右側為一勻強磁場區域，磁場的邊界與線框的cd邊平行，磁場區域的寬度為2l，磁感應強度為b，方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力f作用下沿水平方向向右運動，直至通過磁場區域。cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動，規定線框中電流沿逆時針時方向為正，則導線框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、b兩端的電壓uab及導線框中的電流i隨cd邊的位

12、移x變化的圖線可能是()abcdbd線框進入磁場的過程做勻速直線運動，感應電動勢eblv恒定，線框中的電流大小恒定，方向沿逆時針方向，a、b兩端的電壓uabblv；線框完全在磁場中運動時，穿過閉合電路的磁通量不變，線框中感應電流為零，做勻加速運動，但ab邊兩端的電壓uabblvbl，其中v0為勻速運動的速度，uab與位移x不是線性關系，當出磁場時，線框做減速運動，uab不斷減小，故a錯誤，b正確；當線圈的cd邊出磁場時，電流為順時針方向，由于此時安培力大于外力f，故此時線圈做減速運動，且加速度逐漸減小，電流圖象切線的斜率減小，逐漸趨近于開始進入磁場時的電流大小，c錯誤，d正確。故選bd。10如

13、圖甲所示，一邊長l2.5 m、質量m0.5 kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個裝置處在方向豎直向上、磁感應強度b0.8 t的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界mn重合。在水平力f作用下由靜止開始向左運動，經過5 s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過程中，甲乙(1)求通過線框的電荷量及線框的總電阻；(2)分析線框運動性質并寫出水平力f隨時間變化的表達式；(3)已知在這5 s內力f做功1.92 j，那么在此過程中，線框產生的焦耳熱是多少。解析(1)根據qt，由it圖象得，q1.25 c又根據得r4 。(2)由題圖乙可知，感應電流隨時間

14、變化的規律：i0.1t由感應電流i，可得金屬線框的速度隨時間也是線性變化的，v0.2t線框做初速度為0的勻加速直線運動，加速度a0.2 m/s2線框在外力f和安培力f安作用下做勻加速直線運動，ff安ma又f安bil得f(0.2t0.1) n。(3)5 s時，線框從磁場中拉出時的速度v5at1 m/s由能量守恒得：wqmv線框中產生的焦耳熱qwmv1.67 j。答案見解析11如圖所示，金屬直導軌om和pn平行且om與x軸重合，兩導軌間距為d，兩導軌間垂直紙面向里的勻強磁場沿y軸方向的寬度按yd的規律分布，兩金屬圓環固定在同一絕緣平面內，外圓環與兩導軌接觸良好，與兩導軌接觸良好的導體棒從op開始始

15、終垂直導軌沿x軸正方向以速度v做勻速運動，規定內圓環a端電勢高于b端時，a、b間的電壓uab為正，下列uabx圖象可能正確的是()abcdd導體棒向右勻速運動切割磁感線產生的感應電動勢ebyvbdv，外圓環內的電流為正弦交變電流；導體棒在第一個磁場區域的前一半時間內，通過外圓環的電流為順時針增加的，由楞次定律可判斷a端電勢高于b端，因電流的變化率逐漸減小，故uab逐漸減小。同理可知，導體棒在第一個磁場區域的后一半時間內，通過外圓環的電流為順時針逐漸減小的，則由楞次定律可知，a端電勢低于b端，因電流的變化率逐漸變大，故uab逐漸變大。12.(多選)如圖所示，光滑金屬導軌mn和pq平行固定在同一水平面上，兩導軌距離為l，n、q兩端接有阻值為r的定值電阻，兩導軌間有一邊長為的正方形區域abcd，該區域內有方向豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為b。一粗細均勻、質量為m的金屬桿與導軌接觸良好并靜止于ab處，金屬桿接在兩導軌間的電阻為r。現用一恒力f沿水平方向拉桿，使之由靜止向右運動，若桿拉出磁場前已做勻速運動，不計導軌的電阻，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是()a金屬桿做勻速運動時的速率v1b金屬桿出磁場前的瞬間在磁場中的那部分兩端的電壓為c金屬桿穿過整個磁場過程中金屬桿上產生的電熱為fld金屬桿穿過