光滑的足够长的平行水平金属导轨mn、pq相距l在m 、p点和n
光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M 、P点和N
1．（14分）如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M 、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动。
一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远。
现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作。
棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。
（1）求磁场移动的速度；（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值B t。
2．（14分）随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。
这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断。
为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。
如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，两磁场始终竖直向上作匀速运动。
电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘．电梯载人时的总质量为5×103kg，所受阻力F f=500N，金属框垂直轨道的边长L cd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长L ac 相同，金属框整个回路的电阻R=9.5×10－4Ω，假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动，那么，（1）磁场向上运动速度v0应该为多大？（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么这些能量是由谁提供的？此时系统的效率为多少？a bc dN3.（14分）边长为L＝0.1m的正方形金属线框abcd，质量m＝0.1㎏、总电阻R＝0.02 ，从高为h＝0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L＝0.1m。
电磁感应
已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始 P 终保持良好的电接触且下落过程中始终 a 保持水平，导轨电阻不计）．求： d0 （1）棒ab在离开磁场下边界时的速度; O （2）棒ab在通过磁场区的过程中产生 d 的焦耳热； （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出 O' 现的运动情况． Q
R
M b
O1
B O1' N
如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在 M 、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的 灯泡，在两导轨间 cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、 宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0。一电阻也为R、长度 也刚好为 l 的导体棒 ab 垂直放在磁场左边的导轨上。现让导体 棒在导轨间以某一恒力作用下开始向右移动，当棒ab刚进入磁 场时两灯恰好正常工作且匀速通过磁场。棒ab与导轨始终保持 良好接触，导轨电阻不计。 （1）求恒力的大小； （2）求棒ab开始运动时离磁场区域cd边界的距离； （ 3 ）若保持导体棒 ab 不移动（仍在开始静止位置），而是均匀 改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏，试求出均匀改变经 过时间t时对应磁感应强度Bt的最大值和最小值。
15．（10分）如图甲所示，一正方形金属线框位 于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着边界。 t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框 从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t0穿出磁 场，图乙为外力F随时间t变化的图象。若线框质 量m，电阻R及图象中F0、t0均为已知量，则根据 上述条件，请你推出： （1）磁感应强度B的计算表达式。 （2）线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势 F E的计算表达式。 3F F 0 F0 t 0 甲 乙 t0
解： （ 1 ）设 ab 棒离开磁场边界前做匀速运动的 速度为v，产生的电动势为 P M E = BLv R a
2021-2022学年上海市静安区高三(上)期末物理模拟试卷(1)【附答案】
2021-2022学年上海市静安区高三（上）期末物理模拟试卷（1）一．选择题（共12小题，满分40分）1．（3分）下列说法中正确的是（）A．牛顿第一定律是有实验基础的，随着科学技术的发展是可以用实验来直接验证的B．战斗机在空战时甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力来维持木块运动的结果D．运动员进行110m跨栏，在做最后冲刺时速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性也越大2．（3分）下列关于速度、加速度的描述中，正确的是（）A．物体的速度变化量越大，加速度越大B．物体的速度为零时，加速度也为零C．物体的速度变化越快，加速度越大D．物体的加速度增大，速度也一定增大3．（3分）如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（）A．在t＝0.2s时，弹簧振子一定运动到B位置B．在t＝0.3s与t＝0.7s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减少D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同4．（3分）在磁场中的A、B两个位置各放一段长度均为L的直导体棒（L长度很小）。
给两导体棒分别通有大小相同的电流I，测得两段导体棒收到的安培力大小分别为F1和F2。
下列判断正确的是（）A．若F1、F2方向相同，则A、B两点磁场方向一定相同B．若F1＝F2，则A、B两点的磁感应强度大小相等C．若F1＝0，则A点的磁感应强度大小一定为0D．若F1＞F2，则A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度5．（3分）下列说法正确的是（）A．由图可知，状态①的温度比状态②的温度高B．由图可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大C．由图可知，当分子间的距离r＞r0时，分子间的作用力先减小后增大D．由图可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功6．（3分）某篮球运动员将篮球竖直向上抛出后，篮球在最高点离接球的手距离1.8m，该运动员接触球的整个过程时间约为0.1s，（忽略空气阻力，g取10m/s2）则下列说法正确的是（）A．接球时球的速度大小为3m/sB．篮球自由下落时间约为1.2sC．手受到的平均作用力的大小是篮球重力大小的7倍D．手接触篮球的整个过程，篮球处于失重状态7．（3分）假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。
专题16 电磁感应中的电路问题(解析版)
专题十六 电磁感应中的电路问题基本知识点解决电磁感应电路问题的基本步骤：1．用法拉第电磁感应定律算出E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向：感应电流方向是电源内部电流的方向，从而确定电源正、负极，明确内阻r .2．根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图．3．根据E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．例题分析一、电磁感应中的简单电路问题例1 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L ＝0.4 m ，一端连接R ＝1 Ω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B ＝1 T 。
导体棒MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。
导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。
在平行于导轨的拉力F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v ＝5 m/s 。
(1)求感应电动势E 和感应电流I ；(2)若将MN 换为电阻r ＝1 Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U 。
(对应训练)如图所示，MN、PQ为平行光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)，MN、PQ 相距L＝50 cm，导体棒AB在两轨道间的电阻为r＝1 Ω，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，整个装置放在磁感应强度为B＝1.0 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用外力F拉着AB棒向右以v＝5 m/s的速度做匀速运动。
求：(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；(2)导体棒AB两端的电压U AB。
二、电磁感应中的复杂电路问题例2如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω，有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，当导体棒MN以v＝4 m/s的速度向左做匀速直线运动时，电流表的示数为0.45 A，灯泡L正常发光。
2020届高考物理复习专题《三大观点解决电磁感应问题》强化练习题
三大观点解决电磁感应问题考点1 能量观点1．(2019·河南省名校联盟)如图所示，两条间距L ＝0.50 m 、平行光滑U 形导轨与水平面的夹角θ＝30°，导轨的底部接一阻值R ＝2.0 Ω的电阻，其中CM ＝PD ＝4.5 m ，导轨及其他部分电阻不计．一根质量m ＝0.2 kg 、电阻r ＝1.0 Ω的导体棒置于导轨的底端，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度B ＝2.0 T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F ，使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动，则导体棒在导轨上运动的整个过程中( )A ．通过电阻R 的电荷量为2.0 CB ．拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量C ．拉力F 做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R 产生的焦耳热之和D ．拉力F 先增大后保持不变2．(2019·河南省名校联盟)如图所示，水平虚线下方存在大小为B 、方向水平向里的匀强磁场．正方形金属线框abcd 边长为L ，质量为m ，电阻为R .将线框在虚线上方一定高度处由静止释放，运动过程中ab 边始终水平，线框始终在竖直面内，所受空气阻力恒为F 阻．线框进入磁场的过程做匀速直线运动，重力加速度为g .则线框释放时ab 边与水平虚线间的高度差为( )A.m （mg －F 阻）R2B 2L 4B.m （mg －F 阻）R 22B 4L4C.m （mg －F 阻）R 2B 2L 4D.m （mg －F 阻）R2B 4L43．(多选)(2019·洛阳模拟)如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ 和MN ，两导轨间距为L ，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B .有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 、b ，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a 棒的细线平行于导轨，由静止释放c ，此后某时刻，将b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上．a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g .则下列判断正确的是( )A ．物块c 的质量是2m sin θB ．b 棒放上导轨前物块c 减少的重力势能等于a 、c 增加的动能C ．b 棒放上导轨后物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D ．a 、c 匀速运动的速度为2mgR sin θB 2L24．(2019·浙江卷)如图所示，倾角θ＝37°、间距l ＝0.1 m 的足够长金属导轨底端接有阻值R ＝0.1 Ω的电阻，质量m ＝0.1 kg 的金属棒ab 垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.45.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x .在0.2 m ≤x ≤0.8 m 区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场．从t ＝0时刻起，棒ab 在沿x 轴正方向的外力F 作用下，从x ＝0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v 与位移x 满足v ＝kx (可导出a ＝kv )，k ＝5 s－1.当棒ab 运动至x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝0.12 W ，运动至x 2＝0.8 m 处时撤去外力F ，此后棒ab将继续运动，最终返回至x ＝0处．棒ab 始终保持与导轨垂直，不计其他电阻(提示：可以用F-x 图象下的“面积”代表力F 做的功，sin 37°＝0.6)．求：(1)磁感应强度B 的大小； (2)外力F 随位移x 变化的关系式；(3)在棒ab 整个运动过程中，电阻R 产生的焦耳热Q . 考点2 动力学观点5．(2019·随州模拟)如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab 和cd ，假定它们沿导轨运动的速率分别为v 1和v 2，且v 1<v 2，若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略，要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab 、cd 的运动情况应该为( )A ．ab 和cd 都向右运动B ．ab 和cd 都向左运动C ．ab 向右、cd 向左做相向运动D ．ab 向左、cd 向右做背向运动6．(多选)(2019·惠州模拟)如图所示，两根弯折的光滑金属棒ABC 和DEF 固定成正对平行的导轨，其中，AB 和DE 部分水平，倾斜的BC 和EF 部分与水平面的夹角为θ，导轨的水平部分和倾斜部分均足够长，水平部分有竖直向下、大小为B 0的匀强磁场，倾斜部分有方向垂直于斜面BCFE 向上、大小也为B 0的匀强磁场．现将两根相同的、长度略大于导轨间距的导体棒分别垂直于导轨放置在其水平部分和倾斜部分(均平行于BE )，两导体棒质量均为m 、电阻均为R ，导体棒始终与导轨接触良好，且不计导轨电阻，ab 棒处于静止状态且距离BE 足够远．现将cd 棒从斜面上部由静止释放，那么在以后的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．最后两棒匀速运动B ．cd 棒的速度始终大于ab 棒的速度C ．cd 棒的加速度一直减小D ．回路中电流先增大后不变7．(多选)(2019·中山模拟)如图所示，一金属棒AC 在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O 点)匀速转动，OA ＝2OC ＝2L ，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r ，内、外两金属圆环分别与C 、A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻R 相接(没画出)，两金属环圆心皆为O 且电阻均不计，则( )A ．金属棒中有从A 到C 的感应电流B ．外电阻R 中的电流为I ＝3B ωL22（R ＋r ）C ．金属棒AC 间电压为为3B ωL 2R2（R ＋r ）D ．当r ＝R 时，外电阻消耗功率最小8．(2019·南阳模拟)如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属棒制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝18(其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到Ut 关系如图乙所示．(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小；(2)求定值电阻上产生的热量Q 1；(3)多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m 、电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向．考点3 动量观点9．(2019·许昌模拟)如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，现有一个边长为a (a <L )的正方形闭合线圈以速度v 0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v (v <v 0)那么( )A ．完全进入磁场时线圈的速度大于(v 0＋v )/2B ．完全进入磁场时线圈的速度等于(v 0＋v )/2C ．完全进入磁场时线圈的速度小于(v 0＋v )/2D ．以上情况AB 均有可能，而C 是不可能的10．(多选)如图所示，间距为d 的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接一定值电阻R ，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属棒ab 以初速度v 0沿导轨向右运动，当位移为x 时速度减为零，已知金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，其余部分电阻不计，重力加速度为g ，则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．金属杆ab 中的感应电流方向由a 到bB ．通过电阻R 的电荷量为Bdx 2RC ．金属棒产生的焦耳热为14mv 20－12μmgxD ．金属棒运动的时间为v 0μg －B 2d 2xμmgR11．(多选)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上，间距为L ，空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为B 的匀强磁场．在导轨上放有两根质量分别为m 和2m 的金属棒ab 、cd ，两棒和导轨垂直且接触良好，有效电阻均为R ，导轨电阻不计．现给金属棒ab 水平向左的瞬时冲量I 0，同时给cd 棒水平向右的瞬时冲量2I 0.则在以后的运动过程中( )A ．通过ab 棒的最大电流为BLI 02mRB ．cd 棒的最大加速度为B 2L 2I 02m 2RC ．最终两金属棒将静止在导轨上D ．整个过程中该系统产生的焦耳热为4I 23m12．(2019·石家庄模拟)如图所示，MN 、PQ 两平行光滑水平导轨分别与半径r ＝0.5 m 的相同竖直半圆导轨在N 、Q 端平滑连接，M 、P 端连接定值电阻R ，质量M ＝2 kg 的cd 绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N 、Q 端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m ＝1 kg 的ab 金属杆以初速度v 0＝12 m/s 水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计除R 以外的其他电阻和摩擦，ab 金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g 取10 m/s 2(不考虑cd 杆通过半圆导轨最高点以后的运动)，求：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v ； (2)电阻R 产生的焦耳热Q .参考答案考点1 能量观点1．(2019·河南省名校联盟)如图所示，两条间距L ＝0.50 m 、平行光滑U 形导轨与水平面的夹角θ＝30°，导轨的底部接一阻值R ＝2.0 Ω的电阻，其中CM ＝PD ＝4.5 m ，导轨及其他部分电阻不计．一根质量m ＝0.2 kg 、电阻r ＝1.0 Ω的导体棒置于导轨的底端，与导轨垂直且接触良好，整个装置处于磁感应强度B ＝2.0 T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F ，使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动，则导体棒在导轨上运动的整个过程中( )A ．通过电阻R 的电荷量为2.0 CB ．拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量C ．拉力F 做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R 产生的焦耳热之和D ．拉力F 先增大后保持不变 解析：通过电阻R 的电荷量q ＝BLxR ＋r＝1.5 C ，故选项A 错误；由功能原理知，拉力F 和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量，故选项B 正确；由能量守恒定律知拉力F 做的功等于棒增加的机械能与电阻R 和棒的焦耳热之和，故选项C 错误；对棒由牛顿第二定律有F －mg sin θ－F A ＝ma ，可得F ＝mg sin θ＋ma＋F A ，其中F A ＝BIL ＝B 2L 2vR ＋r，因为导体棒做匀加速运动，所以F A 一直增大，即力F 一直增大，选项D 错误．答案：B2．(2019·河南省名校联盟)如图所示，水平虚线下方存在大小为B 、方向水平向里的匀强磁场．正方形金属线框abcd 边长为L ，质量为m ，电阻为R .将线框在虚线上方一定高度处由静止释放，运动过程中ab 边始终水平，线框始终在竖直面内，所受空气阻力恒为F 阻．线框进入磁场的过程做匀速直线运动，重力加速度为g .则线框释放时ab 边与水平虚线间的高度差为( )A.m （mg －F 阻）R2B 2L 4B.m （mg －F 阻）R 22B 4L4C.m （mg －F 阻）R 2B 2L 4D.m （mg －F 阻）R2B 4L4解析：金属线框进入磁场前，根据动能定理得mgh －F 阻h ＝12mv 2，进入磁场时，由平衡条件得mg ＝B 2L 2vR＋F 阻，联立解得h ＝m （mg －F 阻）R 22B 2L4，故选项B 正确，A 、C 、D 错误． 答案：B3．(多选)(2019·洛阳模拟)如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ 和MN ，两导轨间距为L ，导轨处于磁场方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B .有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 、b ，先将a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a 棒的细线平行于导轨，由静止释放c ，此后某时刻，将b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上．a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g .则下列判断正确的是( )A ．物块c 的质量是2m sin θB ．b 棒放上导轨前物块c 减少的重力势能等于a 、c 增加的动能C ．b 棒放上导轨后物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能D ．a 、c 匀速运动的速度为2mgR sin θB 2L2解析：b 棒静止mg sin θ＝F A ，a 棒匀速向上运动m c g ＝mg sin θ＋F A ，联立得m c ＝2m sin θ，又因F A ＝B 2L 2v 2R，解得v ＝2mgR sin θB 2L2，故A 、D 正确；b 放上之前，a 、c 系统机械能守恒，故a 增加的重力势能与a 、c 增加的动能之和才等于c 减小的重力势能，故B 错误；b 棒放上导轨后，物块c 减少的重力势能等于回路消耗的电能与杆a 增加的重力势能之和，故物块c 减少的重力势能大于回路消耗的电能，故C 错误．答案：AD4．(2019·浙江卷)如图所示，倾角θ＝37°、间距l ＝0.1 m 的足够长金属导轨底端接有阻值R ＝0.1 Ω的电阻，质量m ＝0.1 kg 的金属棒ab 垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.45.建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x .在0.2 m ≤x ≤0.8 m 区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场．从t ＝0时刻起，棒ab 在沿x 轴正方向的外力F 作用下，从x ＝0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v 与位移x 满足v ＝kx (可导出a ＝kv )，k ＝5 s－1.当棒ab 运动至x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝0.12 W ，运动至x 2＝0.8 m 处时撤去外力F ，此后棒ab将继续运动，最终返回至x ＝0处．棒ab 始终保持与导轨垂直，不计其他电阻(提示：可以用F-x 图象下的“面积”代表力F 做的功，sin 37°＝0.6)．求：(1)磁感应强度B 的大小； (2)外力F 随位移x 变化的关系式；(3)在棒ab 整个运动过程中，电阻R 产生的焦耳热Q .解析：(1)在x 1＝0.2 m 处时，电阻R 消耗的电功率P ＝（Blv ）2R，此时v ＝kx ＝1 m/s ， 解得B ＝PR （lv ）2＝305T ； (2)在无磁场区间0≤x <0.2 m 内，有a ＝kv ＝k 2x由牛顿第二定律得F －μmg cos θ－mg sin θ＝ma解得F ＝(0.96＋2.5x ) N ，在有磁场区间0.2 m ≤x ≤0.8 m 内，有 F A ＝（Bl ）2vR＝0.6x N ，F ＝(0.96＋2.5x ＋0.6x ) N ＝(0.96＋3.1x ) N ；(3)上升过程中克服安培力做的功(梯形面积)W A1＝0.6 N2(x 1＋x 2)(x 2－x 1)＝0.18 J ， 撤去外力后，设棒ab 上升的最大距离为s ，再次进入磁场时的速度为v ′，由动能定理有 (mg sin θ＋μmg cos θ)s ＝12mv 2，(mg sin θ－μmg cos θ)s ＝12mv ′2，解得v ′＝2 m/s ，由于mg sin θ－μmg cos θ－（Bl ）2v ′R＝0，故棒ab 再次进入磁场后做匀速运动 下降过程中克服安培力做的功 W A2＝（Bl ）2v ′R(x 2－x 1)＝0.144 J ，Q ＝W A1＋W A2＝0.324 J.答案：见解析考点2 动力学观点5．(2019·随州模拟)如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v1<v2，若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略，要使回路中产生的感应电流最大，则棒ab、cd的运动情况应该为( )A．ab和cd都向右运动B．ab和cd都向左运动C．ab向右、cd向左做相向运动D．ab向左、cd向右做背向运动解析：根据右手定则，当金属棒运动方向相同时，棒中产生的电流方向相同，回路中的总电流为两电流之差，故A、B项中电流不是最大；当两金属棒运动方向相反时，棒中产生的电流方向相反，回路中的总电流为两电流之和，但随着棒的运动，D项中ab向左、cd向右做背向运动时，回路中的电阻在变大，电流不一定最大，选项C正确．答案：C6．(多选)(2019·惠州模拟)如图所示，两根弯折的光滑金属棒ABC和DEF固定成正对平行的导轨，其中，AB 和DE部分水平，倾斜的BC和EF部分与水平面的夹角为θ，导轨的水平部分和倾斜部分均足够长，水平部分有竖直向下、大小为B0的匀强磁场，倾斜部分有方向垂直于斜面BCFE向上、大小也为B0的匀强磁场．现将两根相同的、长度略大于导轨间距的导体棒分别垂直于导轨放置在其水平部分和倾斜部分(均平行于BE)，两导体棒质量均为m、电阻均为R，导体棒始终与导轨接触良好，且不计导轨电阻，ab棒处于静止状态且距离BE足够远．现将cd棒从斜面上部由静止释放，那么在以后的运动过程中，下列说法正确的是( )A．最后两棒匀速运动B．cd棒的速度始终大于ab棒的速度C．cd棒的加速度一直减小D．回路中电流先增大后不变解析：以cd棒为研究对象，根据右手定则可知电流方向为cdba，根据左手定则可知ab棒受到的安培力方向向左，所以ab棒向左加速运动，加速度逐渐增大，而cd棒沿斜面向下加速运动，随着速度增大．安培力逐渐变大．根据牛顿第二定律可得，mg sin θ－F A＝ma，所以cd棒的加速度逐渐减小，当二者加速度相等时，加速度保持不变，所以最后匀加速运动，选项A、C错误；cd棒做加速度逐渐减小的加速运动、ab棒做加速度逐渐增大的加速运动，根据v＝at可知，cd棒的速度始终大于ab棒的速度，选项B正确；根据法拉第电磁感应定律可得E＝B0L(v ad－v ab)，根据闭合电路的欧姆定律可得I ＝E2R＝B 0L （v ad －v ab ）2R ＝B 0L （a ad －a ab ）t2R，由于开始一段时间内cd 棒做加速度大于ab 棒加速度的加速运动，所以回路电流强度先增加，当二者的加速度相等时，电流强度不变，选项D 正确．答案：BD7．(多选)(2019·中山模拟)如图所示，一金属棒AC 在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O 点)匀速转动，OA ＝2OC ＝2L ，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为ω、电阻为r ，内、外两金属圆环分别与C 、A 良好接触并各引出一接线柱与外电阻R 相接(没画出)，两金属环圆心皆为O 且电阻均不计，则( )A ．金属棒中有从A 到C 的感应电流B ．外电阻R 中的电流为I ＝3B ωL22（R ＋r ）C ．金属棒AC 间电压为为3B ωL 2R2（R ＋r ）D ．当r ＝R 时，外电阻消耗功率最小解析：根据右手定则判断可知金属棒中有从C 到A 的感应电流，选项A 错误；金属棒产生的感应电动势为E ＝12B (2L )2ω－12BL 2ω＝32BL 2ω，外电阻R 中的电流为I ＝E R 总＝3B ωL 22（R ＋r ），选项B 正确；金属棒AC 间电压为U ＝IR ＝3B ωL 2R 2（R ＋r ），选项C 正确；根据电源的内外电阻相等时输出功率最大，则知当r ＝R 时外电阻消耗功率最大，选项D 错误．答案：BC8．(2019·南阳模拟)如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属棒制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝18(其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到Ut 关系如图乙所示．(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小； (2)求定值电阻上产生的热量Q 1；(3)多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m 、电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向．解析：(1)ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ，根据闭合电路欧姆定律得E 1＝U ＋U2R ·R ，解得E 1＝1.5U ，根据法拉第电磁感应定律得：E 1＝B 1dv 1， 解得v 1＝1.5UB 1d；(2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可知．定值电阻此时两端电压为2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得 B 1dv 22R ＋R·2R ＝2U ，解得v 2＝3UB 1d，棒ab 从MN 到PQ ，根据动能定理可得：mg sin 37°·L －μmg cos 37°·L －W 安＝12mv 22－12mv 21，根据功能关系可得产生的总焦耳热Q 总＝W 安，则定值电阻产生的焦耳热为Q 1＝2R2R ＋RQ 总， 联立解得Q 1＝13mgL －9mU24B 21d2；(3)两棒以相同的初速度进入场区，匀速经过相同的位移，对ab 棒，根据共点力的平衡可得mg sin 37°－μmg cos 37°－B 21d 2v2R＝0，解得v ＝mgR B 21d2. 对cd 棒，因为2mg sin 37°－μ·2mg cos 37°＞0，故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下，根据左手定则可知磁感应强度B 2沿导轨平面向上，cd 棒也匀速运动，则有2mg sin 37°－μ(2mg cos 37°)＋B 2×12×B 1dv2R ×d ＝0，将v ＝mgRB 21d2代入解得B 2＝32B 1. 答案：(1)1.5U B 1d (2)13mgL －9mU 24B 21d 2 (3)32B 1 方向沿导轨平面向上考点3 动量观点9．(2019·许昌模拟)如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，现有一个边长为a (a <L )的正方形闭合线圈以速度v 0垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v (v <v 0)那么( )A ．完全进入磁场时线圈的速度大于(v 0＋v )/2B ．完全进入磁场时线圈的速度等于(v 0＋v )/2C ．完全进入磁场时线圈的速度小于(v 0＋v )/2D ．以上情况AB 均有可能，而C 是不可能的解析：对线框进入或穿出磁场过程，设初速度为v 0，末速度为v .由动量定理可知：BI —L Δt ＝mv －mv 0，又电量q ＝I —Δt ，得m (v －v 0)＝BLq ，得速度变化量Δv ＝v －v 0＝BLq m ，由q ＝ΔΦR可知，进入和穿出磁场过程，磁通量的变化量相等，则进入和穿出磁场的两个过程通过导线框横截面积的电量相等，故由上式得知，进入过程导线框的速度变化量等于离开过程导线框的速度变化量．设完全进入磁场中时，线圈的速度大小为v ′，则有v 0－v ′＝v ′－v ，解得v ′＝v 0＋v2，B 正确．答案：B10．(多选)如图所示，间距为d 的两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接一定值电阻R ，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属棒ab 以初速度v 0沿导轨向右运动，当位移为x 时速度减为零，已知金属棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ，其余部分电阻不计，重力加速度为g ，则在金属棒的运动过程中，下列说法正确的是( )A ．金属杆ab 中的感应电流方向由a 到bB ．通过电阻R 的电荷量为Bdx2RC ．金属棒产生的焦耳热为14mv 20－12μmgxD ．金属棒运动的时间为v 0μg －B 2d 2xμmgR解析：根据右手定则可知金属棒ab 中的感应电流方向由b 到a ，故A 错误；通过电阻R 的电荷量q ＝ΔΦ2R ＝Bdx2R ，故B 正确；根据能量守恒定律12mv 20＝2Q ＋μmgx ，可得金属棒ab 产生的焦耳热Q ＝14mv 20－12μmgx ，故C 正确；对于金属棒ab ，根据动量定理－Bdq －μmgt ＝0－mv 0，联立解得t ＝v 0μg －B 2d 2x2μmgR，故D 错误．答案：BC11．(多选)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上，间距为L ，空间存在着方向竖直向上的磁感应强度大小为B 的匀强磁场．在导轨上放有两根质量分别为m 和2m 的金属棒ab 、cd ，两棒和导轨垂直且接触良好，有效电阻均为R ，导轨电阻不计．现给金属棒ab 水平向左的瞬时冲量I 0，同时给cd 棒水平向右的瞬时冲量2I 0.则在以后的运动过程中( )A ．通过ab 棒的最大电流为BLI 02mRB ．cd 棒的最大加速度为B 2L 2I 02m 2RC ．最终两金属棒将静止在导轨上D ．整个过程中该系统产生的焦耳热为4I 23m解析：开始时，由I ＝mv 可得两棒的初速度v 0＝I 0m ，此时回路中的电流最大为I ＝2BLv 02R ＝BLI 0mR ，cd 棒受到的安培力最大F 安＝BIL ＝B 2L 2I 0mR ，则加速度最大a ＝B 2L 2I 02m 2R，此后两棒均做减速运动，由于两棒构成的系统在水平方向上不受外力，系统动量守恒，则有2I 0－I 0＝3mv ，解得v ＝I 03m ，一起向右匀速运动则无感应电流，选项B 正确，A 、C 错误；由能量守恒定律可知，该系统产生热量Q ＝12·3mv 20－12·3mv 2＝4I 203m，选项D 正确．答案：BD12．(2019·石家庄模拟)如图所示，MN 、PQ 两平行光滑水平导轨分别与半径r ＝0.5 m 的相同竖直半圆导轨在N 、Q 端平滑连接，M 、P 端连接定值电阻R ，质量M ＝2 kg 的cd 绝缘杆垂直且静止在水平导轨上，在其右侧至N 、Q 端的区域内充满竖直向上的匀强磁场．现有质量m ＝1 kg 的ab 金属杆以初速度v 0＝12 m/s 水平向右运动，与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计除R 以外的其他电阻和摩擦，ab 金属杆始终与导轨垂直且接触良好，g 取10 m/s 2(不考虑cd 杆通过半圆导轨最高点以后的运动)，求：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v ； (2)电阻R 产生的焦耳热Q .解析：(1)cd 绝缘杆通过半圆导轨最高点时，由牛顿第二定律有Mg ＝M v 2r，解得v ＝ 5 m/s ；(2)发生正碰后cd 绝缘杆滑至最高点的过程中，由动能定理有 －Mg ·2r ＝12Mv 2－12Mv 22，解得碰撞后cd 绝缘杆的速度v 2＝5 m/s ， 两杆碰撞过程中动量守恒，有mv 0＝mv 1＋Mv 2，解得碰撞后ab 金属杆的速度v 1＝2 m/s ，ab 金属杆进入磁场后由能量守恒定律有12mv 21＝Q ， 解得Q ＝2 J. 答案：见解析。
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析1.（17分）如图所示，置于同一水平面内的两平行长直导轨相距，两导轨间接有一固定电阻和一个内阻为零、电动势的电源，两导轨间还有图示的竖直方向的匀强磁场，其磁感应强度.两轨道上置有一根金属棒MN，其质量，棒与导轨间的摩擦阻力大小为，金属棒及导轨的电阻不计，棒由静止开始在导轨上滑动直至获得稳定速度v。
求：（1）导体棒的稳定速度为多少？（2）当磁感应强度B为多大时，导体棒的稳定速度最大？最大速度为多少？（3）若不计棒与导轨间的摩擦阻力，导体棒从开始运动到速度稳定时，回路产生的热量为多少？【答案】（1）10m/s；（2）；18m/s；（3）7J.【解析】（1）对金属棒，由牛顿定律得：①②③当a=0时，速度达到稳定，由①②③得稳定速度为：（2）当棒的稳定运动速度当时，即时，V最大.得（3）对金属棒，由牛顿定律得：得即得由能量守恒得：得【考点】牛顿定律；法拉第电磁感应定律以及能量守恒定律.2.如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。
在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T，线圈的电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的小电珠L（可以认为电阻为定值）。
外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。
当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正），求：（1）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；（2）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；（3）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）；【答案】（1）见下图；（2）0.5 N；（3）0.32 W【解析】（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为线圈做切割磁感线E＝2n（rBv＝2（20（3.14（0.1（0.2（0.8 V＝2 V 感应电流电流图像如上图（2）于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力。
2023年天津市普通高中学业水平等级性考试考前适应性模拟物理试卷(四)
2023年天津市普通高中学业水平等级性考试考前适应性模拟物理试卷(四)注意事项：1. 每小题选出答案后，把答题卡上对应题目的答案标号涂墨，如需改动，用橡皮擦于净后，再选涂其他答案。
2.本卷共8题，每题5分，共40分第I 卷一、选择题（每小题5分，共25分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.有关原子与原子核的相关知识，以下说法正确的是（ ） A. 核泄漏事故污染物13755Cs 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为1371375556Cs Ba X →+，可以判断其中X 为正电子B. α射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板C. 聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆D.238234492902U Th He →+是核裂变方程，只有当铀块的体积大于“临界体积”时，才能发生链式反应2.一半圆形玻璃砖，C 点为其球心，直线OO '与玻璃砖上表面垂直，C 为垂足，如图所示。
与直线OO '平行且到直线OO '距离相等的ab 两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是（ ）A. b 光从空气射入玻璃砖后速度变小，波长变长B. 真空中a 光的波长大于b 光C. a 光的频率比b 光高D. 若a 光、b 光从同一介质射入真空，a 光发生全反射的临界角小于b 光3.如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B =的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度10rad/s ω=在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为20.4m ，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L （规格为“4W 100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（ ）A. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为2:1B. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为)V tC. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大D. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮4.如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ上运行（忽略卫星到地面高度），然后通过变轨在椭圆轨道Ⅱ上运行，Q 是轨道Ⅰ、Ⅱ相切点，当卫星运动到远地点P 时，再变轨成为地球同步卫星在轨道Ⅲ上运行，下列说法正确的是（ ）A. 卫星在轨道Ⅰ上经过Q 点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q 点时的加速度B. 卫星在轨道Ⅱ上经Q 点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度C. 若地球质量为M ，P 到地面的高度是r ，则卫星在轨道Ⅲ上的运行周期为32T =D. 卫星在 Ⅱ轨道的P 点处于超重状态5.2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。
模型组合讲解：电磁场中的单杆模型
模型组合讲解——电磁场中的单杆模型［模型概述］在电磁场中，“导体棒”主要是以“棒生电”或“电动棒”的内容出现，从组合情况看有棒与电阻、棒与电容、棒与电感、棒与弹簧等；从导体棒所在的导轨有“平面导轨”、“斜面导轨”“竖直导轨”等。
［模型讲解］一、单杆在磁场中匀速运动例1. （2005年河南省实验中学预测题）如图1所示，R R 125==6ΩΩ，，电压表与电流表的量程分别为0～10V 和0～3A ，电表均为理想电表。
导体棒ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中。
图1（1）当变阻器R 接入电路的阻值调到30Ω，且用F 1＝40N 的水平拉力向右拉ab 棒并使之达到稳定速度v 1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab 棒的速度v 1是多少？（2）当变阻器R 接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab 棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab 棒的水平向右的拉力F 2是多大？ 解析：（1）假设电流表指针满偏，即I ＝3A ，那么此时电压表的示数为U ＝IR 并＝15V ，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。
因此，应该是电压表正好达到满偏。
当电压表满偏时，即U 1＝10V ，此时电流表示数为I U R A 112==并设a 、b 棒稳定时的速度为v 1，产生的感应电动势为E 1，则E 1＝BLv 1，且E 1＝I 1(R 1＋R 并)＝20Va 、b 棒受到的安培力为F 1＝BIL ＝40N解得v m s 11=/（2）利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I 2＝3A ，此时电压表的示数为U I R 22=并＝6V 可以安全使用，符合题意。
由F ＝BIL 可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以F I I F N N 2211324060===×。
二、单杠在磁场中匀变速运动例2. （2005年南京市金陵中学质量检测）如图2甲所示，一个足够长的“U ”形金属导轨NMPQ 固定在水平面内，MN 、PQ 两导轨间的宽为L ＝0.50m 。
2022届天津市耀华中学高三下学期一模物理试题(解析版)
B 该带电粒子一定带正电
C.A、B两点电势差UAB一定为1V
D. 带电粒子若经过C点，其动能一定小于A点动能
二、多选题（本大题共3小题，共15分）
6.如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为L，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计。当该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力为F=410N（不计空气阻力，g取10 m/s2）（ ）
第Ⅱ卷
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
9.某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为f=50Hz。
（1）本实验中____________（需要或不需要）满足m<<M；
（2）松开砂桶，小车带动纸带运动，若相邻计数点间还有4个点未画出，纸带如图乙所示，则小车的加速度a=___________（结果保留三位有效数字）；
故选C。
3.2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火，约17分钟后，发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断，“嫦娥五号”探测器近月制动正常，如图所示，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ，下列关于“嫦娥五号”说法正确的是（ ）
天津市耀华中学2022届高三第一次模拟考
物理试卷
第I卷
一、单选题（本大题共5小题，共25分）
1.2021年12月30日，在中科院合肥等离子体物理研究所内，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置（EAST）实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上该装置高温等离子体运行的最长时间。该装置内发生的核反应方程为 ，已知氘核（ ）的质量为2.0136u，X的质量为1.0087u，氦核（He）的质量为3.0150u，u为原子质量单位，1u相当于931MeV，下列关于该核反应的说法正确的是（ ）
2024届安徽省池州市普通高中高三下学期教学质量统一监测(二模)物理试题
2024届安徽省池州市普通高中高三下学期教学质量统一监测（二模）物理试题学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：75分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题嫦娥七号探测器将于2026年前后发射，准备在月球南极登陆。
假设嫦娥七号探测器在登陆月球之前环绕月球表面做匀速圆周运动，如图所示。
已知嫦娥七号的运动周期为，轨道半径约等于月球球体的半径，月球绕地球近似做匀速圆周运动的周期为，轨道半径为月球球体半径的k倍，引力常量为G。
根据题中所给信息，下列说法正确的是（ ）A．可以估测地球的质量B．可以估测月球的密度C．周期与周期满足D．地球的质量与月球的质量之比等于第(2)题如图所示，一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B．线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。
在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。
下列说法正确的是（ ）A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向第(3)题一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。
已知质点P的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴正方向传播B．质点P振动的周期为1.2sC．该波的波长为24cm D．该简谐横波的波速为40m/s第(4)题汽车在一平直公路上运动，t＝0时刻，汽车由静止开始运动，其位置坐标x随时间t的变化如图所示，图像为一条抛物线。
则该汽车的加速度大小为（ ）A．B．C．D．第(5)题2023年9月29日，在杭州亚运会田径项目女子铅球决赛中，中国选手巩立姣夺得金牌，获得亚运会三连冠。
2023年河北省普通高中学业水平12月会考物理试题
一、单选题二、多选题1. 静止在光滑水平面上的两物块通过一根细线相连，中间夹着一根压缩了的轻弹簧（与两物块均不拴接），如图所示，A 物块的质量是B 物块质量的2倍。
现烧断细线，在弹簧弹开两物块的过程中，用、分别表示弹簧对A 、B两物块的冲量大小，则A．B．C．D．2. 关于地球的同步卫星， 下列说法正确的是（ ）A ．两颗同步卫星的轨道半径可以不同B ．运行周期是24hC ．可以飞越湖北武汉上空D ．线速度可以大于7.9km/s3. 中国天眼全称为500米口径球面射电望远镜，简称FAST 。
截止到去年底天眼已经发现了44颗新的脉冲星。
脉冲星(Pulsar)是能快速自转的中子星。
脉冲星半径大约为10千米左右，自转周期大约为0.0014秒。
若已知某脉冲星星球半径为R，星球表面赤道与两极重力加速度之差为，则该脉冲星的自转周期为为（ ）A．B．C．D ．无法判断4. 如图所示，某人沿着半径为R 的圆形跑道从A 点运动到同一直径上的B点时，他的位移大小是（ ）A ．2RB ．RC ．0D．5. 如图所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab ，杆与水平面的夹角为θ．在杆的上端a 处套一质量为m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O 点，且O 、b 两点处在同一竖直线上．由静止释放圆环后，圆环沿杆从a 运动到b ，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是（）A ．圆环的机械能保持不变B ．弹簧对圆环一直做负功C ．弹簧的弹性势能逐渐增大D ．圆环、地球及弹簧组成的系统机械能守恒6. 如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC 边长为2a ，内部磁感应强度大小为B 0，且每条边的中点开有一个小孔。
有一带电荷量为＋q 、质量为m 的粒子从AB 边中点D 垂直AB 进入内部磁场。
如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D 点射入内部磁场，下列说法正确的是( )2023年河北省普通高中学业水平12月会考物理试题三、实验题A ．三角形ABC 与A ′B ′C ′之间的磁感应强度大小也为B 0B ．三角形A ′B ′C ′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D ．粒子再次回到D点所需的时间为7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接定值电阻、理想电流表A和理想电压表，输入电压；副线圈接定值电阻，最大电阻为10Ω的滑动变阻器和理想电压表。
2024届广东省茂名市普通高中毕业班模拟考试物理高频考点试卷1
2024届广东省茂名市普通高中毕业班模拟考试物理高频考点试卷1一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，将一细杆放在光滑半球形容器内，处于静止状态，它与容器的接触点分别为点A、点B，下列关于细杆的说法中正确的是（ ）A．若细杆的形状规则，则细杆的重心一定在它的几何中心B．细杆的重心一定位于之间C．细杆在A点处可能不受弹力D．细杆的重心可能位于B点第(2)题如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。
则质点的振动周期和振幅分别为（ ）A．3 s、6 cm B．4 s、6 cm C．4 s、9 cm D．2 s、8 cm第(3)题空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法正确的是A．O点的电势最低B．点的电势最高C．和- 两点的电势相等D．和两点的电势相等第(4)题甲、乙两辆小车，在同一平直公路上同向做直线运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。
其x-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）A．在t2时刻两车速度相等B．在0～t2时间内，甲车的平均速度等于乙车的速度C．在t2时刻，甲车速度大于乙车速度D．在t1～t2之间的某一时刻，两车加速度相等第(5)题A．地球公转的线速度小于火星公转的线速度B．地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度C．地球的自转角速度小于火星的自转角速度D．地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度第(6)题天体物理学中，通常利用观测到的环绕星的运动学量来推知中心星的质量。
一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则恒星的质量为（ ）A．B．C．D．第(7)题在经典核式结构模型中，氢原子的电子围绕原子核做圆周运动。
物理二模试题分类汇编——法拉第电磁感应定律推断题综合附详细答案
一、法拉第电磁感应定律1．如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边界与地面平行，磁场区域宽度为L＝0.1 m，磁场间距为2L，一正方形金属线框质量为m＝0.1 kg，边长也为L，总电阻为R＝0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放，线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行．当h＝2L时，bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.（1）求磁感应强度B的大小；（2）若h>2L，磁场不变，金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动，求此情形中金属线框释放的高度h；（3）求在(2)情形中，金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热．【答案】（1）1 T （2）0.3 m（3）0.3n J【解析】【详解】(1)当h=2L时，bc进入磁场时线框的速度===v gh gL222m/s此时金属框刚好做匀速运动，则有：mg=BIL又E BLv==IR R联立解得1mgR=BL v代入数据得：1TB=(2)当h＞2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度022v gh gL =>即有0mg BI L <又已知金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，经过的位移为L ，设此时线框的速度为v′，则有'222v v gL =+解得：6m /s v '=根据题意可知，为保证金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，则应有2v v gh '==即有0.3m h =(3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热量为Q 0，则根据能量守恒有：'2211(2)22mv mg L mv Q +=+ 代入解得：00.3J Q =则经过前n 个磁场区域时线框上产生的总的焦耳热Q =nQ 0=0.3n J 。
2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈面积S ＝200cm 2，线圈的电阻r ＝1Ω，线圈外接一个阻值R ＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
2023届山东省济南四校高三六校第一次联考物理试卷含解析
2023年高考物理模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）A．从左向右看感应电流的方向为顺时针B．从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针C．感应电流的大小先减小后增加D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右2、一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其xt－t的图象如图所示，则A．质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2C．质点在1 s末速度为1.5 m/sD．质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s3、一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（）A．在0~4s时间内，位移先增后减B．在0~4s时间内，动量一直增加C．在0~8s时间内，F的冲量为0D．在0~8s时间内，F做的功不为04、如图所示为两条长直平行导线的横截面图，两导线中均通有垂直纸面向外、强度大小相等的电流，图中的水平虚线为两导线连线的垂直平分线，A、B两点关于交点O对称，已知A点与其中一根导线的连线与垂直平分线的夹角为θ=30°，且其中任意一根导线在A点所产生的磁场的磁感应强度大小为B。
则下列说法正确的是（）A．根据对称性可知A、B两点的磁感应强度方向相同B．A、B两点磁感应强度大小均为3BC．A、B两点磁感应强度大小均为BD．在连线的中垂线上所有点的磁感应强度一定不为零5、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，B、C点为空心导体表面两点，A、D 为电场中两点。
高考功能关系在电磁场中的综合应用关系有答案
课题功能关系在电磁场中的综合应用1．静电力做功与 无关.若电场为匀强电场，则W ＝Fl cos α＝Eql cos α；若是非匀强电场，则一般利用W ＝ 来求，静电力做功等于 的变更，即W AB ＝－ΔE p 2．安培力可以做正功、负功，还可以不做功．3．电流做功的实质是电场 做功．即W ＝UIt ＝ .4．导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做 功，使机械能转化为 能． 1．功能关系在电学中应用的题目，一般过程困难且涉及多种性质不同的力，因此,通过审题,抓住 和运动过程的分析是关键，然后依据不同的运动过程各力做功的特点来选择规律求解． 2．力学中的动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题仍旧是首选的方法．题型1 用功能关系解决带电粒子在电场中运动问题例1 如图所示，在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A 、B ,其间存在着场强E ＝200 N/C 的匀强电场，靠近正极板A 处有一薄挡板S .一个带负电小球，质量为m ＝1×10－2kg 、电荷量q ＝2×10－3C ，起先时静止在P 点，它与挡板S 的距离为l ＝20 cm ，与B 板距离为L ＝45 cm.静止释放后小球在电场力的作用下向左运动，与挡板S 相碰后电量削减到碰前的k 倍，k ＝56，碰后小球的速度大小不变．(1)设匀强电场中挡板S 所在位置的电势为零，则电场中P 点的电势φP 为多少？小球自静止起先从P 点运动到挡板S 时，电势能是增加还是削减？变更的电势能Δε为多少？(2)小球第一次与挡板S 碰撞时的速度多大？第一次碰撞后小球能运动到离B 板多远的地方？ (3)小球从P 点动身第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功？1.电势能的变更应通过电场力做功来求解．2．电场力做功与路径无关．因此在本题第(3)问的求解中只要我们留意到水平方向只有电场力做功，且全程的初末速度为零，全程列式W ＝0－0＝0，特别简洁． 3．动能定理仍是解决静电力做功问题的有效方法．预料演练1 如图所示，空间存在着电场强度E ＝2.5×102N/C,方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L ＝0.5 m 的绝缘细线一端固定于O 点,另一端拴着质量m ＝0.5 kg ，电荷量q ＝4×10－2C 的小球．现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断开，取g ＝10 m/s 2.求： (1)小球的电性；(2)细线能承受的最大拉力值；(3)当小球接着运动到与O 点水平方向的距离为L 时，小球速度多大？题型2 应用功能关系解决电磁感应问题例2 如图1所示，两根与水平面成θ＝30︒角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1m，导轨两端各接一个电阻，其阻值R1=R2=1Ω，导轨的电阻忽视不计。
平江县第一中学2021届高三物理上学期11月月考试题
湖南省平江县第一中学2021届高三物理上学期11月月考试题一、单选题（本大题共8小题，共24。
0分）1.下列说法正确的是A。
原子核的结合能越大，原子核越稳定B。
氡的半衰期为天，8个氡原子核经过天后剩下2个氡原子核C. 用频率为v的入射光照射光电管的阴极，遏止电压为,改用频率为2v的入射光照射同一光电管，遏止电压等于D。
衰变成要经过8次衰变，6次衰变2.某电场的电场线分布如图所示实线，以下说法正确的是A。
c点场强大于b点场强B. b和c处在同一等势面上C。
若将一试探电荷由a点移动到d点，电荷的电势能将增大D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电3.如图所示为用位移传感器和速度传感器研究某汽车刹车过程得到的图象，汽车刹车过程可视为匀减速运动。
则A. 汽车刹车过程的加速度大小为B。
汽车刹车过程的时间为1sC。
当汽车运动的位移为5m时的速度为D。
当汽车运动的速度为时运动的位移为4.如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电小球A在光滑绝缘水平桌面上向右运动，速度为。
某时刻与质量为m、不带电的同种小球B发生弹性碰撞，碰后两球电量平分。
设水平向右为正方向,桌面足够长,则碰后当小球B的速度为时，小球A的速度为A。
B。
C。
D.5.两列振动情况完全相同的水波某时刻的波峰和波谷位置如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为,波速为，两列波的振幅均为1cm,C点是相邻实线与虚线间的中点，则A。
图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cmB。
图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下运动C。
经,A点偏离平衡位置的位移为D. F点到两波源的路程差为零6.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，电阻，电流表和电压表均为理想电表,若电流表的示数为，电压表的示数为6V，则电阻的大小为A. B。
C. D。
7.如图所示,物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面里,滑环B恰好不能下滑,滑环和杆间动摩擦因数，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A和滑环B的质量之比为A。
高中物理计算题提升含答案-电磁感应综合题
电磁感应中的压轴大题常考的问题有以下四个方面1．电磁感应与力学综合问题2．电磁感应与能量综合问题3．电磁感应与电路综合问题4．电磁感应与力、技术应用综合问题不论考查哪类问题，实质上就两个模型．模型1：电磁场中的导体棒模型(单棒)模型2：电磁场中的线框模型(含两根导体棒)解决电磁感应综合问题的一般思路是“先电后力”即●先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；●再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解；●然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属杆、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；●接着进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；●最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系电磁感应综合（一）1．如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下，宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。
一根质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。
现用大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它Array由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。
求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。
2．如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。
此时，adeb构成一个边长为l的正方形。
棒的电阻为r，其余部分电阻不计。
开始时磁感强度为B 0。
（1）若从t =0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止。
求棒中的感应电流。
法拉第电磁感应定律之综合问题 习题精选2
2.2法拉第电磁感应定律之综合问题 习题精选21．如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨PQ 和P Q ''，宽L =1m ，放在倾角θ=30°的绝缘斜面上，在Q 和Q '之间连有一个阻值R =1.0Ω的电阻，导轨的电阻不计，导轨平面所围的区域存在一个磁感应强度B =2.0T ，方向垂直于斜而向上的匀强磁场．导轨上放置一根与导轨垂直质量为m ，电阻r =0.6Ω的金属杆，用轻绳通过定滑轮将一质量M =1.2kg 的小物块与杆的中点相连，绳与杆的连线平行于斜面，此时系统恰能保持静止．现将质量为00.4kg m =的粘性橡皮泥粘在M 上并由静止释放，经过一段时间后系统达到稳定状态．求： (g 取210m/s ) (1)金属杆的质量；(2)释放瞬间金属杆的加速度及稳定后金属杆的速度；(3)若从释放到系统达到稳定状态，滑杆移动的距离d=2m ，该过程中电阻R 产生的热量．2．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置（导轨电阻不计），其间距1m L =，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 之间连接一阻值0.5ΩR =的电阻，质量0.01kg m =、电阻0.3Ωr =的金属棒ab 紧贴在导轨上。
现使金属棒ab 由静止开始下滑，下滑过程中ab 始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示，图像中的OA 段为曲线，AB 段为直线。
忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响，取2=10m/s g 。
求： （1）磁感应强度B 的大小；（2）2s =t 时，金属棒两端的电压U ；（3）金属棒ab 开始运动的2s 内，电阻R 上产生的热量R Q 。
3．如图所示，固定在水平面上间距为L的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒M N和PQ长度也为L、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。
M N两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。
电磁感应单导体切割磁感线
单导体切割磁感线1、如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.2 m ，电阻R ＝0.4 Ω，导轨上停放着一质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝0.1 Ω的金属杆CD ，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
现用一在导轨平面内，且垂直于金属杆CD 的外力F ，沿水平方向拉杆，使之由静止开始做加速度为a ＝5 m/s 2的匀加速直线运动，试： （1）证明电压表的示数U 随时间t 均匀增加。
（2）判断外力F 随时间t 如何变化。
（3）判断外力F 的功率随时间t 如何变化，并求出第2 s 末时外力F 的瞬时功率P 。
（1）电压表示数为U ＝IR ＝BLRR ＋rv （2分）， 又v ＝at ，所以U ＝BLRR ＋r at ＝kt （2分），则k ＝0.4 V/s （1分），所以U ＝0.4 t （1分）， 可见电压表示数随时间均匀变化（1分），（2）F —B 2L 2vR ＋r ＝ma （2分），得F ＝B 2L 2v R ＋r ＋ma ＝B 2L 2R ＋r at ＋ma ＝k ’t ＋ma （3分），所以k ’＝0.1 N/s ，F ＝0.1 t ＋0.5（N ）（2分）， 可见外力与时间成线性关系（1分）。
（3）P ＝Fv ＝（k ’t ＋ma ）at ＝0.5 t 2＋2.5 t （W ）（2分），可见F 的瞬时功率与时间成二次函数关系（1分）， 第2 s 末：P ＝7 W （1分）。
2、如图15所示，矩形裸导线框长边的长度为L 2，短边的长度为L ，在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左端的坐标o x =，线框处在一垂直于线框平面的磁场中，磁感应强度满足关系式L xB B 2sin0⋅=π．一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R ．开始时导体棒处于0=x 处，之后在沿x 轴方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求导体棒AB 从0=x 到L x 2=的过程中力F 随时间t 的变化规律．答案:RLvtv L B BiL F F 32sin 22220π===安,).20(vLt ≤≤解析：在t 时M C N • • • •B V R F • • • • 图15刻AB 棒的坐标为vt x =，感应电动势为L xLv B BLv e 2sin0π==，回路总电阻为R R R R 5.15.0=+=总，通过AB 的感应电流为RLvtLv B R e i 32sin20π==总，AB 棒匀速运动，所以:RLvtv L B BiL F F 32sin 22220π===安,).20(v Lt ≤≤3、如图１6所示，MN 和PQ 为两根间距不等的光滑金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中。
2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》基础卷(答案解析)(1)
一、选择题1．“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区t 时，线框域。
磁场方向垂直于纸面向里。
线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，0开始进入磁场。
选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（）A．B．C．D．2．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。
一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，下列图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）A ．B ．C ．D ．3．如图所示，由一根金属导线绕成闭合线圈，线圈圆的半径分别为R 、2R ，磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =（k 为常数），方向垂直于线圈平面，闭合线圈中产生的感应电动势为（ ）A ．2k R πB ．25k R πC ．23k R πD ．24k R π 4．近日，第二架国产大飞机919C 在上海浦东国际机场首飞成功，919C 在上海上空水平匀速飞行，由于地磁场的存在，其机翼就会切割磁感线，下列说法正确的是（ ）A ．机翼左端的电势比右端电势低B ．机翼左端的电势比右端电势高C ．飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D ．飞机飞行过程中洛伦兹力做负功 5．图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L ，磁场方向垂直纸面向里。
abcd 是位于纸面内的直角梯形线圈，ab 与dc 间的距离也为L 。
t =0时刻，ab 边与磁场区域边界重合（如图）。
现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。
取沿a→d→c→b→a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 （ ）A．B．C．D．6．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
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1．（14分）如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M 、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动。
一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L1足够远。
现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作。
棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。
（1）求磁场移动的速度；（2）求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能；（3）若保持磁场不移动（仍在cdfe矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值B t。
2．（14分）随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。
这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断。
为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。
如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，两磁场始终竖直向上作匀速运动。
电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘．电梯载人时的总质量为5×103kg，所受阻力F f=500N，金属框垂直轨道的边长L cd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长L ac 相同，金属框整个回路的电阻R=9.5×10－4Ω，假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动，那么，（1）磁场向上运动速度v0应该为多大？（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么这些能量是由谁提供的？此时系统的效率为多少？acN3.（14分）边长为L＝0.1m的正方形金属线框abcd，质量m＝0.1㎏、总电阻R＝0.02 ，从高为h＝0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L＝0.1m。
磁感应强度B＝1.0T，方向如图所示。
试求：（1）线框穿过磁场过程中产生的热；（2）全程通过a点截面的电量；（3）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。
4．如图所示，水平面上有两根很长的平行导轨，导轨间有竖直方向等距离间隔的匀强磁场1B 和2B ，导轨上有金属框abdc ，框的宽度与磁场间隔相同，当匀强磁场21B B 和同时以恒定速度οv 沿直导轨运动时，金属框也会随之沿直导轨运动，这就是磁悬浮列车运动的原理。
如果金属框下始终有这样运动的磁场，框就会一直运动下去。
设两根直导轨间距L=0.2m ，T B B 121==,磁场运动的速度s m v 4=ο，金属框的电阻Ω=6.1R 。
求：（1）当匀强磁场21B B 和向左沿直导轨运动时，金属框运动的方向及在没有任何阻力时金属框的最大速度。
（2）当金属框运动时始终受到f= 0.1N 的阻力时，金属框的最大速度。
（3）在(2)的情况下，当金属框达到最大 速度后，为了维持它的运动,磁场必须提供的功率。
B 221B 115．（14分）两条彼此平行、间距为l＝0.5m的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接一电阻，其阻值R＝2Ω，右端接阻值R L＝4Ω的小灯泡，如下面左图所示。
在导轨的MNQP 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，MP的长d＝2m，MNQP区域内磁场的磁感应强度B 随时间t变化的关系如下面右图所示。
垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r＝2Ω，两导轨电阻不计。
在t＝0时刻，用水平力F拉金属杆，使金属杆由静止开始从GH位置向右运动。
在金属杆从GH位置运动到PQ位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化。
求：（1）通过小灯泡的电流I L（2）水平恒力的F的大小（3）金属杆的质量mld6．（14分）如图所示，两根间距为L 的金属导轨MN 和PQ ，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为d 、方向竖直向上的匀强磁场I ，右端有另一磁场II ，其宽度也为d ，但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为B 。
有两根质量均为m 、电阻均为R 的金属棒a 和b 与导轨垂直放置，b 棒置于磁场II 中点C 、D 处，导轨除C 、D 两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K 倍，a 棒从弯曲导轨某处由静止释放。
当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即v x ∆∝∆。
（1）若a 棒释放的高度大于h 0，则a 棒进入磁场I 时会使b 棒运动，判断b 棒的运动方向并求出h 0。
（2）若将a 棒从高度小于h 0的某处释放，使其以速度v 0进入磁场I ，结果a 棒以2v 的速度从磁场I 中穿出，求在a 棒穿过磁场I 过程中通过b 棒的电量q 和两棒即将相碰时b 棒上的电功率P b 。
（3）若将a 棒从高度大于h 0的某处释放，使其以速度v 1进入磁场I ，经过时间t 1后a 棒从磁场I 穿出时的速度大小为321v ，求此时b 棒的速度大小，在如图坐标中大致画出t 1时间内两棒的速度大小随时间的变化图像，并求出此时b 棒的位置。
17、（14分）如图（a）所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30︒角，上端连接R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为d＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。
整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图（b）所示，前4s内为B=kt。
前4s内，为保持ab棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，已知当t＝2s时，F恰好为零。
求：（1）k；（2）t＝3s时，电阻R的热功率P R；（3）前4s内，外力F随时间t的变化规律；（4）从第4s末开始，外力F拉着导体棒ab以速度v沿斜面向下作匀速直线运动，且F 的功率恒为P＝6W，求v的大小。
8、（14分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨与水平面成53°放置，导轨间接一阻值为3Ω的定值电阻R，导轨电阻忽略不计，在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的宽度为d=1.0m。
导体棒a的质量m a=0.2kg，电阻R a=6Ω，导体棒b的质量m b=0.1kg，电阻R b=3Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场，且都是匀速穿过磁场区域，取重力加速度g＝10 m/s2， sin53°＝0．8，cos53°＝0．6，不计a、b之间电流的相互作用，求（1）从导体棒a、b向下滑动起到a棒刚穿出磁场止，这个过程中，a、b两棒克服安培力分别做多少功？（2）在a棒穿越磁场的过程中，a、b两导体棒中的电流之比是多大？（3）M点和N点距L1的距离分别多大？（4）在第（1）问的过程中，导体棒b上消耗的电能？9．如下图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为rkB =（其中r 为辐射半径），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R （大于圆柱形磁铁的半径），而弯成铝环的铝丝其横截面积为S ，圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻率为ρ，密度为ρ0．（已知导体的电阻SLR ρ=，其中ρ为导体的电阻率，L 为导体的长度，S 为导体的横截面积．）试求： （1）圆环下落的速度为v 时的电功率； （2）圆环下落的最终速度；（3）当下落高度h 时，速度最大，从开始下落到此时圆环消耗的电能．10．（14分）如图所示，两根相距为L 的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为µ，棒与导轨的接触电阻不计。
导轨左端连有阻值为2R 的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连。
有n 段竖直向下的宽度为a 间距为b 的匀强磁场（a >b ），磁感强度为B 。
金属棒初始位于OO ′处，与第一段磁场相距2a 。
（1）若金属棒有向右的初速为v 0，为使金属棒保持v 0一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F 1的大小和进入磁场后拉力F 2的大小； （2）在（1）的情况下，求金属棒从OO ′开始运动到刚离开第n 段磁场过程中，拉力所做的功；（3）若金属棒初速为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F ，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，在给定的坐标中定性地画出计算机显示的图像（从金属棒进入第一段磁场开始计时）。
（4）在（3）的情况下，求整个过程导轨左端电阻上产生的热量，以及金属棒从第n 段磁场穿出时的速度。
11．（12分）辩析题水平面内固定一U 形光滑金属导轨，轨道宽1m ，导轨的左端接有R =0.4Ω的电阻，导轨上放一阻值为R 0=0.1Ω的导体棒ab ，其余电阻不计，导体棒ab 用水平线通过定滑轮吊着质量M =0.2 kg 的重物，空间有竖直向上的匀强磁场，如图所示．已知t =0时，B=1T ，1m l =，此时物体在地面上且连线刚好被拉直，若磁场以tB∆∆=0.1 T/s 增加，请问：经过一段时间物体是否能被拉动？若不能，请说明理由；若能，请求出经过多长时间物体才被拉动．以下为某同学的解答：因为穿过回路的磁通量发生变化，产生感应电流，ab 受到向左的安培力作用．当安培力大于或等于被吊物体的重力时，重物才能被拉动．回路产生的感应电动势为：tBS t E ∆∆⋅=∆∆Φ=ab 受到向左的安培力为：RR BLEBIL F +==0安，代入相关数据后，发现安培力为恒力且F 安＜Mg ，因此该同学得出的结论是：所以无论经过多长时间，物体都不能被拉动．请问，该同学的结论是否正确？若正确，求出有关数据，若不正确，请指出错误所在并求出正确结果．图10——1512．（14分）如图（a ）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L 、导轨左端接有阻值为R 的电阻，质量为m 的导体棒垂直跨接在导轨上。
导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。
在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v 1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f 的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。