1、第九章第三講一、選擇題1如圖甲、乙、丙中，除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中的電容器C原來(lái)不帶電設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)，圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A三種情形下導(dǎo)體棒ab最終都做勻速運(yùn)動(dòng)B甲、丙中，ab棒最終將以不同速度做勻速運(yùn)動(dòng)；乙中，ab棒最終靜止C甲、丙中，ab棒最終將以相同速度做勻速運(yùn)動(dòng)；乙中，ab棒最終靜止D三種情形下導(dǎo)體棒ab最終都靜止答案B解析甲圖中ab棒運(yùn)動(dòng)后給電容器充電，當(dāng)充電完成

2、后，棒以一個(gè)小于v0的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)乙圖中構(gòu)成了回路，最終棒的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為電熱，棒停止運(yùn)動(dòng)丙圖中棒先向右減速為零，然后反向加速至勻速故正確選項(xiàng)為B.2長(zhǎng)為4L的粗細(xì)均勻的金屬桿圍成一個(gè)正方形閉合框架，框架放在光滑的水平桌面上，另一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的同種材料、同樣粗細(xì)的金屬桿擱在其上，如圖所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)框架平面，不計(jì)一切摩擦當(dāng)直桿ab獲得一個(gè)初速度沿框架從左向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A任一時(shí)刻ab桿的加速度大小均是框架加速度大小的4倍B任一時(shí)刻ab桿的加速度方向均和框架的加速度方向相同Cab桿對(duì)地做勻減速運(yùn)動(dòng)，框架對(duì)地做勻加速運(yùn)動(dòng)D任一時(shí)刻ab桿的發(fā)熱功率均是框架發(fā)熱功率的答案A解析任一時(shí)刻ab和框

3、架所受的安培力大小相等、方向相反，由于ab質(zhì)量只有框架質(zhì)量的1/4，故ab桿的加速度大小是框架加速度大小的4倍，A正確，B錯(cuò)誤由于安培力大小變化，ab桿和框架的加速度是變化的，C錯(cuò)ab桿在框架上滑動(dòng)時(shí)，框架的等效電阻不斷變化，D錯(cuò)誤3如圖所示，閉合金屬線框從一定高度自由下落進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)足夠大，從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間內(nèi)，線框運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象不可能是 ()答案B解析當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若線框所受安培力等于重力，則線框在從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻速運(yùn)動(dòng)，故A是可能的；當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若線框所受安培力小于重力，則線框做加速度逐漸減小的加速運(yùn)

4、動(dòng)，最后可能做勻速運(yùn)動(dòng)，故C情況也可能；當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若線框所受安培力大于重力，則線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后可能做勻速運(yùn)動(dòng)，故D可能；線框在磁場(chǎng)中不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)是不可能的，應(yīng)選B.4(2009·浙江臺(tái)州)如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌所在平面，金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，若保持拉力F恒定，經(jīng)時(shí)間t1后速度為v，加速度為a1，最終以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng)；若保持拉力的功率P恒定，棒由靜止經(jīng)時(shí)間t2后速度為v，加速度為a2，最終也以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng)，則()At2t

5、1 Bt1>t2Ca22a1 Da23a1答案BD解析若保持拉力F恒定，在t1時(shí)刻，棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLv，其所受安培力FBBIL，由牛頓第二定律，有Fma1；由題意，棒最終以2v做勻速運(yùn)動(dòng)，則F，故a1.若保持拉力的功率P恒定，在t2時(shí)刻，有ma2；棒最終也以2v做勻速運(yùn)動(dòng)，則，故a23a1，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤；由以上分析可知，在瞬時(shí)速度相同的情況下，恒力F作用時(shí)棒產(chǎn)生的加速度比拉力的功率P恒定時(shí)產(chǎn)生的加速度小，故t1>t2，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤5如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過(guò)寬均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)這兩個(gè)磁場(chǎng)的磁

6、感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反線框的運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直，取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎魪膱D示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，關(guān)于線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之間的函數(shù)圖象，正確的是()答案A解析根據(jù)楞次定律，電流應(yīng)先為逆時(shí)針，故B錯(cuò)；當(dāng)線框同時(shí)在兩個(gè)磁場(chǎng)中切割磁感線的時(shí)候，形成同向電流，所以峰值應(yīng)為谷值的一半，C錯(cuò)；根據(jù)公式BLvsin可知L，故圖象應(yīng)為分段線性函數(shù)，故A正確，D錯(cuò)誤6(2010·浙江省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖a所示，在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框，邊長(zhǎng)為a，在1位置以速度v0進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并開(kāi)始計(jì)時(shí)t0，若磁場(chǎng)的寬度為b(b>3a

7、)，在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置速度又為v0并開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)此過(guò)程中vt圖象如圖b所示，則()At0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0B在t0時(shí)刻線框的速度為v0C線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間(位置3)的速度一定比t0時(shí)刻線框的速度大D線框從進(jìn)入磁場(chǎng)(位置1)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)(位置3)的過(guò)程中產(chǎn)生的電熱為2Fb答案D解析t0時(shí)，線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓，為Bav0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從t0時(shí)刻至3t0時(shí)刻線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為，故在t0時(shí)刻的速度為v02at0v0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)閠0時(shí)刻和t3t0時(shí)刻線框的速度相等，進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中受力情況相同，故在位置3時(shí)的速度與t0時(shí)刻的速度相等

8、，C項(xiàng)錯(cuò)誤；線框在位置1和位置3時(shí)的速度相等，根據(jù)動(dòng)能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有FbQ，所以線框穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生的電熱為2Fb，D項(xiàng)正確7如圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則線圈穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中(從cd邊剛?cè)氪艌?chǎng)一直到ab邊剛離開(kāi)磁場(chǎng))()A感應(yīng)電流做功為mglB感應(yīng)電流做功為2mgdC線圈的最小速度可能為D線圈的最小速度一定為答案BCD解析根據(jù)cd邊剛進(jìn)入

9、磁場(chǎng)和cd邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小相等，對(duì)這一過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程克服安培力做功為mgd，出磁場(chǎng)的過(guò)程同樣要克服安培力做功mgd，所以總共產(chǎn)生電能2mgd，則感應(yīng)電流做功2mgd，所以A錯(cuò)誤、B正確；若進(jìn)入過(guò)程中出現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)情況，則安培力與重力相等，所以存在最小速度為的可能，C正確；對(duì)整個(gè)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理可得D正確8如圖所示，ab、cd是固定在豎直平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的金屬框架除bc段電阻為R，其余電阻均不計(jì)，ef是一條不計(jì)電阻的金屬桿，桿兩端與ab和cd接觸良好且能無(wú)摩擦下滑，下滑時(shí)ef始終處于水平位置，整個(gè)裝置處于垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ef從靜止下滑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S，則

10、在閉合S后()Aef的加速度可能大于gB閉合S的時(shí)刻不同，ef的最終速度也不同C閉合S的時(shí)刻不同，ef最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電流的功率也不同Def勻速下滑時(shí)，減少的機(jī)械能等于電路消耗的電能答案AD解析閉合前，ef自由落體，到閉合時(shí)，設(shè)瞬時(shí)速度為v，此時(shí)ef所受安培力F安，F(xiàn)安可能出現(xiàn)大于2mg的情況，故A正確不同時(shí)刻閉合S，可能會(huì)出現(xiàn)三種情況：(1)F安mg時(shí)，ef正好從此時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)，速度v(2)F安<mg時(shí)，ef加速至F安mg后再勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度v(3)F安>mg時(shí)，ef減速至F安mg后再勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度v.所以最終速度v及最大功率P與S閉合時(shí)刻無(wú)關(guān)勻速下滑時(shí)重力勢(shì)能電能內(nèi)能所以應(yīng)選

11、A、D.二、非選擇題9由于國(guó)際空間站的運(yùn)行軌道上各處的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向均有所不同，所以在運(yùn)行過(guò)程中，穿過(guò)其外殼的地磁場(chǎng)的磁通量將不斷變化，這樣將會(huì)導(dǎo)致_現(xiàn)象發(fā)生，從而消耗國(guó)際空間站的能量為了減少這類消耗，國(guó)際空間站的外殼材料的電阻率應(yīng)盡可能_(填“大”或“小”)一些答案電磁感應(yīng)大解析電阻率較大，電阻也較大，同樣的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)一定，由P可知，電阻較大時(shí)，消耗的電功率較小，可以減少能量消耗10(2009·合肥市一模)如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面成角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端

12、固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)給桿一沿導(dǎo)軌向下的初速度v0，桿向下運(yùn)動(dòng)至速度為零后，再沿導(dǎo)軌平面向上運(yùn)動(dòng)達(dá)最大速度，大小為v1，然后減速為零，再沿導(dǎo)軌平面向下運(yùn)動(dòng)一直往復(fù)運(yùn)動(dòng)到靜止(導(dǎo)軌與金屬細(xì)桿的電阻忽略不計(jì))試求：(1)細(xì)桿獲得初速度瞬間，通過(guò)R的電流大?。?2)當(dāng)桿速度為v1時(shí)離最初靜止時(shí)位置的距離L1；(3)桿由初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.答案(1)(2)(3)mv解析(1)由EBLv0；I0可得I0.(2)設(shè)桿最初靜止不動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x0，kx0mgsin當(dāng)桿的速度為v1時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x1，kx1mgs

13、inBI1L此時(shí)I1，L1x1x0得L1.(3)桿最后靜止時(shí)，桿在初始位置，由能量守恒可得Qmv11(2010·濰坊)如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1m，上端接有電阻R13，下端接有電阻R26，虛線OO下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)將質(zhì)量m0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab，從OO上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落0.2m過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)桿下落0.2m過(guò)程中通過(guò)電阻R2的電荷量q.答案(1)2T(2)0.05C解析(1)由圖象知，桿自由下落距離是0.05m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭10m/s2

14、，則桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1m/s由圖象知，桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度ag10m/s2由牛頓第二定律得mgF安ma回路中的電動(dòng)勢(shì)EBLv桿中的電流IR并F安BIL得B2T(2)桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)桿中的平均電流通過(guò)桿的電荷量Q·t通過(guò)R2的電量qQ0.05C12(2009·北京一模)如圖(甲)所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，MN和MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開(kāi)始下落，圖(乙)是金屬線框由開(kāi)始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)

15、磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的速度時(shí)間圖象，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量，求：(1)金屬線框的邊長(zhǎng)；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?3)金屬線框在整個(gè)下落過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量答案(1)v1(t2t1)(2)(3)2mgv1(t2t1)m(vv)解析(1)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2t1，所以金屬線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)v1(t2t1)(2)在金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，金屬線框所受安培力等于重力mgBILIB.(3)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量Q1，出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生熱量Q2Q1mgLQ2mgLQ總Q1Q22mgv1(t2t1)m(vv)13如圖甲所示，平行導(dǎo)軌水平放置固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌一端跨接阻值為R1的定值電阻，質(zhì)量為0.2kg的金屬棒MN可沿水平導(dǎo)軌滑動(dòng)(其他電阻不計(jì))，導(dǎo)軌與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，用電動(dòng)機(jī)D牽引MN從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象如圖乙所示，此后，電壓表和電流表示數(shù)恒為7V和1A，電動(dòng)