专题10 电磁感应(第06期)-2016届高三物理百所名校好题速递分项解析汇编(原卷版)

决胜2016高考之全国名校试题物理分项汇编系列
专题10 电磁感应
一、选择题
1．【2016•山东省德州市高三上期期末统考】如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场方向垂直于环面向里，磁感应强度以B=B0+Kt(K>0)随时间变化。

t=0时，P、Q两极板电势相等，两极板间的距离远小于环的半径。

经时间t，电容器的P极板
A．不带电B．所带电荷量与t成正比C．带正电，电荷量是
2
4
KL C
π
D．带负电，电荷量是
2
4
KL C
π
2．【2016•山东省威海市高三上期期末考试】高考考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生安检后才允许进入考场，如图。

探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报，靠近非金属物体时则不发出警报，则关于探测器工作原理正确的说法是
A．金属探测器利用的是电磁感应现象
B．金属探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
C．金属探测器利用的是静电感应现象
D．金属探测器利用的是当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化3．【2016•山东省威海市高三上期期末考试】如图所示，abc为边长为L的正三角形线框，匀强磁场与线框平面垂直，其宽度为L。

现线框从图位置以恒定的速度通过场区，线框中的感应电流随时间的变化图象正确
的是(逆时针为电流的正方向)
4．【2016•湖北省武汉市武昌区高三年级元月调研考】如图甲，光滑平行的、足够长的金属导轨ab、cd 所在平面与水平面成θ角，b、c 两端接有阻值为R 的定值电阻。

阻值为r的金属棒PQ 垂直导轨放置，其它部分电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

从t = 0 时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过R 的感应电流随时间t变化的图象如图乙所示。

下面分别给出了穿过回路PQcb 的磁通量、磁通量的变化率、电阻R 两端的电势差U和通过棒上某横截面的总电荷量q随运动时间t 变化的图象，其中正确的是
I
5．【2016•广西钦州市钦州港经济技术开发区中学高三上期期末】如图所示，两水平虚线ef、gh之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电阻为R的正方形铝线框abcd从虚线ef上方某位置由静止释放，线框运动中ab始终是水平的，已知两虚线ef、gh间距离大于线框边长，则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度随时间的变化关系图象合理的是（）
A． B．C． D．
6．【2016•广东省揭阳市高三学业水平考试】如图所示，用相同导线制成的边长为L或2L的四个单匝闭合回路，它们以相同的速度先后垂直穿过正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，区域宽度大于2L。

则进入磁场过程中，电流最大的回路是
A．甲B．乙C．丙D．丁
7、【2016•陕西省汉中市高三上期教学质量检测】如图8所示S和P是半径为a的环形导线的两端点,OP间电阻为R,其余电阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直环面,金属棒OQ与环形导线接触，以角速度ω绕O点无摩擦匀速转动时，则( )
A.电阻R两端的电压为Bωa2/2
B.电阻R消耗的功率为B2ω2a4/4R
C.金属棒受的磁场力为B2ωa2/2R
D.外力对OQ做功的功率为B2ω2a4/2R
8. 【2016•山东省莱芜市凤城高级中学高三上期1月段考】如图所示，足够长的光滑金属导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接，匀强磁场大小为B，方向垂直导轨平面向上。

放在导轨上的导体棒ab 以某一初速度v下滑，运动过程中始终与导轨垂直。

关于导体棒ab，下列说法中正确的是
A.刚下滑的瞬间，ab棒产生的电动势为BLvcosθ
B.所受安培力方向平行于导轨向上
C.可能匀加速下滑
D.可能以速度v匀速下滑
9.【2016•广东省惠州市高三第三次调研考】线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1．规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图（1）所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图（2）所示．则以下说法正确的是
A．在时间0～5s内，I的最大值为0.01A Ｂ．在第4s时刻，I的方向为逆时针
C．前2 s内，通过线圈某截面的总电量为0.01C D．第3s内，线圈的发热功率最大
10.【2016•广东省惠州市高三第三次调研考】如图所示，粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是
11．【2016•北京市海淀区高三年级第一期期末】如图8甲所示，带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板P、Q连接。

圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图8乙所示（规定磁场方向垂直于纸面向里为正方向）。

图9中可能正确表示P、Q两极板间电场强度E（规定电场方向由P板指向Q板为正方向）随时间t变化情况的是
12．【2016•北京市海淀区高三年级第一期期末】图6是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E ，内阻为r ，自感线圈L 的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D 的阻值，在t =0时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在t =t 1时刻断开开关S 。

在图7所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是
13．【2016•北京市东城区届第一期高三期末教学统测】如图1所示，矩形线圈abcd 位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图2所示。

以图1中箭头所示方向为线圈中感应电流i 的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B 的正方向，则图3中能正确表示线圈中感应电流i 随时间t 变化规律的是
P
图8
图9
图
7
第10题图2
第10题图1
b
14. 【2016•北京市西城区高三第一期期末】如图所示，光滑绝缘的水平面上，一个边长为L 的正方形金属框，在水平恒力F 作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域。

磁场区域的宽度为d （d >L ）。

已知ab 边进入磁场时，线框的加速度恰好为零。

则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，下列分析正确的是
A ．线框中产生的感应电流方向相反
B ．所受的安培力方向相反
C ．两过程所用时间相等
D ．进入磁场的过程中线框产生的热量较少
15．【2016•北京市石景山区2016届第一学期期末考】如图8所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。

当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中
A ．没有感应电流
B ．感应电流的方向与图中箭头方向相反
C ．感应电流的方向与图中箭头方向相同
D ．感应电流的方向不能确定
16．【2016•北京市朝阳区第一期期末统考】铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。

如图所示（俯视图），能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。

若一列火车匀加速驶来，则电压信号U 随时间t 的变化图象为
v
第10题图3
-0.5I 0.5I -I
-0.5I 0.5I -I 0.5I -I I I -I
A B C D
17．【2016•北京市朝阳区第一期期末统考】如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为L ，方向垂直纸面向里。

质量为m 、边长为l （l < L ）的正方形导线框abcd 始终沿竖直方向穿过该磁场，已知cd 边进入磁场时的速度为v 0，ab 边离开磁场时的速度也为v 0，重力加速度的大小为g 。

下列说法正确的是
A ．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同
B ．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反
C ．线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为mg （L + l ）
D ．线框穿过磁场的过程中可能先做加速运动后做减速运动
18. 【2016•河南省周口市上期高三物理期末抽测调研】如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路总电阻为R ，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω．则下列说法正确的是（ ）
× × × × × × × × ×
×
×
×
L a b
l c
d
A.回路中有大小和方向作周期性变化的电流
B.回路中电流大小恒定，且等于2BL R
C.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也没有电流流过
D.法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律
19．【2016•荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟高三2月联考】如图所示，平行于y 轴的长为2R 的导体棒以速度v 向右做匀速运动，经过由两个半径均为R 的半圆和中间一部分长为2R 、宽为R 的矩形组合而成的磁感应强度为B 的匀强磁场区域。

导体棒中的感应电动势E 与导体棒的位置x 关系的图象是
20．【2016•赣州市第一学期期末考】如图所示，abcd 为一矩形金属线框，其中ab ＝cd ＝L ，ab 边接有定值
A ．
B ．
C ．
D ．
电阻R ， cd 边的质量为m ，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来。

线框下方处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。

初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd 边第一次运动至最下端的过程中，R 产生的电热为Q ，此过程cd 边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g ，下列说法中正确的是（ ）
A.初始时刻cd 边所受安培力的大小为220
B L mg R
-v
B. 线框中产生的最大感应电流可能为
BL R
v C.cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于2
012
m Q -v
D.在cd 边反复运动过程中，R 中产生的电热最多为202
1
v m
21．【2016•山东省济南市高三教学质量调研】如图所示，A 、B 为两只完好的相同灯泡，L 是带有铁芯、电阻可不计的线圈，K 为电键。

下列说法中正确的是
A ．K 闭合瞬间，A 、
B 两灯同时亮 B ．K 闭合稳定后，A 、B 一直都亮着
C ．K 断开瞬间，A 亮一下再熄灭
D ．K 断开瞬间，A 、B 同时熄灭
22. 【2016•山东省青岛市第一期期末】如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。

在外力F 作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。

在运动过程中外力F 做功W F ，磁场力对导体棒做功W 1，磁铁克服磁场力做功W 2，磁铁克服重力做功W G ，回路中产生的焦耳热为Q ，导体棒获得的动能为E k 。

则
A.W1=E k
B.W1=Q
C.W2－W1=Q
D.W F+W G=Q+E k
23. 【2016•山东省青岛市第一期期末】如图所示，理想边界匀强磁场宽度为L，一边长为L的正方向线框自磁场边界上方L处自由下落，下列对于线框自开始下落到离开磁场区域的运动情况描述可能正确的是
24. 【2016•山东省青岛市第一期期末】如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。

下列说法正确的是
A.S闭合瞬间，A先亮
B.S闭合瞬间，A、B同时亮
C.S断开瞬间，B逐渐熄灭
D.S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭
25. 【2016•山东淄博淄川一中第一期高三期末检测】如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为正现使线框沿AC方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是（）
26．【2016•四川省广安、眉山、遂宁三市高三一诊】如图4（甲）所示，两平行光滑导轨倾角为30°，相距10cm，质量为10g的直导线PQ水平放置在导轨上，从Q向P看的侧视图如图4（乙）所示。

导轨上端与电路相连，电路中电源电动势为12.5V，内阻为0.5Ω，限流电阻R=5Ω，R 为滑动变阻器，其余电阻均不计。

在整个直导线的空间中充满磁感应强度大小为1T的匀强磁场（图中未画出），磁场方向可以改变，但始终保持垂直于直导线。

若要保持直导线静止在导轨上，则电路中滑动变阻器连人电路电阻的极值取值情况及与之相对应的磁场方向是
A.电阻的最小值为12Ω，磁场方向水平向右B．电阻的最大值为25 Ω，磁场方向垂直斜面向左上方C．电阻的最小值为7 Ω，磁场方向水平向左D．电阻的最大值为19.5 Ω，磁场方向垂直斜面向右下方二、非选择题
27．【2016•北京市朝阳区第一期期末统考】（6分）如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度B＝2.0T，方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab长L＝0.2 m（与导轨的宽度相同，接触良好），其电阻r＝1.0 Ω，导轨电阻不计。

当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“3V，1.5 W”字样的小灯泡恰好正常发光。

求：
（1）通过导体棒电流的大小和方向；（2）导体棒匀速运动的速度大小。

28．【2016•赣州市第一学期期末考】（10分）如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距L＝0.5m，电阻不计，右端通过导线与小灯泡连接．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长x=2m，有一阻值r =0.5Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）．CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示．在t＝0至t＝4s内，金属棒PQ保持静止，在t＝4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动．已知从t＝0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，且此状态下小灯泡阻值R＝2 Ω，求：
（1）通过小灯泡的电流．
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小．
甲乙
29．【2016•浙江省温州市十校联合体高三下期联考】（22分）如图（a）所示，两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内，间距为d，它们的上端公共轨道部分保持竖直，下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连，底端置于绝缘水平桌面上。

MM′、PP′（图中虚线）之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑（轨道其余部分光滑），并与水平方向均构成37°斜面，在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场，在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场B x，其它区域无磁场。

QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器（e、f为传感器的两条接线）。

另有长度均为d的两根金属棒甲和乙，它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=1/8。

甲的质量为m、电阻为R；乙的质量为2m、电阻为2R。

金属轨道电阻不计。

先后进行以下两种操作：
操作Ⅰ：将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧，从某处由静止释放，运动到底端NN′过程中棒始终保持水平，且与轨道保持良好电接触，计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像U—t图如图（b）所示（图中U已知）；
操作Ⅱ：将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙（图中未画出）紧靠竖直轨道的右侧，在同一高度将两棒同时由静止释放。

多次改变高度重新由静止释放，运动中两棒始终保持水平，发现两棒总是同时到达桌面。

（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小；
（2）试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q；
（3）试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场B x的方向和大小。

30．【2016•山东省济南市高三教学质量调研】(12分)如图所示，电阻不计的“∠”型足够长且平行的导轨，间
θ= ，并与定值电阻R相连。

整个空间存在着B=5 T、方向垂直倾斜导距L=1 m，导轨倾斜部分的倾角53
轨平面向上的匀强磁场。

金属棒ab、cd的阻值R ab=R cd=R，cd棒质量m=1 kg。

ab棒光滑，cd与导轨间的μ=，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

g=10 m／s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
动摩擦因数0.3
(1)ab棒由静止释放，当滑至某一位置时，cd棒恰好开始滑动。

求这一时刻ab棒中的电流；
(2)若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，分析ab棒质量应满足的条件；
μ=，ab棒无论质量多大、从多高位置释放，cd棒始终不动。

求cd (3)若cd棒与导轨间的动摩擦因数0.3
棒与导轨间的动摩擦因数μ应满足的条件。

31. 【2016•河南省周口市上期高三物理期末抽测调研】(10分)如图所示，竖直金属框架上端连接一个电容器，电容器电容为C=0.O1F，在与电容器不远处有一个金属棒，其质量为m=0.001kg，整个装置置于磁感应
强度为
T 的匀强磁场中，金属棒及框架电阻不计，金属棒从静止释放，求其速度达到v=20m/s 时，所需要的时间。

32．【2016•福建省漳州高三第二次八校联考】如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率B k t
∆=∆，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化．
33．【2016•北京市丰台区第一期期末】（12分）如图所示，光滑导轨MN 、PQ 在同一水平面内平行固定放置，其间距d =1.0m ，右端通过导线与阻值R =2.0Ω的电阻相连，在正方形区域CDGH 内有竖直向下的匀强磁场. 一质量m =100g 、阻值r =0.5Ω的金属棒，在与金属棒垂直、大小为F=0.2N 的水平恒力作用下，从CH 左侧x =1.0m 处由静止开始运动，刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动. 不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触. 求：
（1）匀强磁场磁感应强度B 的大小；
（2）金属棒穿过磁场区域的过程中电阻R 所产生的焦耳热；
34．【2016•北京市朝阳区第一期期末统考】（12分）磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动
R
机械等优势。

如图所示，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。

高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。

（1）求该磁流体发电机的电动势大小E；
（2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。

a．要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力。

如果不计其它损耗，这个推力的功率P T就应该等于该发电机的总功率P D，请你证明这个结论；
b．若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。

设该金属导体的横截面积为s，电阻率为 ，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为e。

求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f。

35．【2016•北京市石景山区2016届第一学期期末考】（11分）如图17所示，宽度为L的粗糙平行金属导轨PQ和P′Q′倾斜放置，顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP′处与一小段水平轨道用光滑圆弧相连。

已知底端PP′离地面的高度为h，倾斜导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出）中。

若断开开关S，一根质量为m、电阻为r、长也为L的金属棒从AA′处由静止开始滑下，金属棒落地点离PP′的水平距离为x1；若闭合开关S，该金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，则金属棒落地点离PP′的水平距离为x2。

不计导轨电阻，忽略金属棒经过PP′处的机械能损失，已知重力加速度为g，求：
（1）开关断开时，金属棒离开底端PP′的速度大小；
（2）开关闭合时，在下滑过程金属棒中产生的焦耳热。

（3）开关S 仍闭合，金属棒从比AA′更高处由静止开始滑下，水平射程仍为x 2，请定性说明金属棒在倾斜轨道上运动的规律。

36．【2016•北京市东城区届第一期高三期末教学统测】（13分）如图所示，两根足够长平行金属导轨MN 、PQ 固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R =3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L =1 m 。

整个装置处于磁感应强度B =2T 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。

质量m =1k g 的金属棒ab 置于导轨上，ab 在导轨之间的电阻r =1Ω，电路中其余电阻不计。

金属棒ab 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。

不计空气阻力影响。

已知金属棒ab 与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g =10m/s 2。

⑴求金属棒ab 沿导轨向下运动的最大速度v m ；
⑵求金属棒ab 沿导轨向下运动过程中，电阻R 上的最大电功率P R ；
⑶若从金属棒ab 开始运动至达到最大速度过程中，电阻R 上产生的焦耳热总共为1.5J ，求流过电阻R 的总电荷量q 。

第19题图
P
R Q′ Q
A
P P ′ S x
A′
R 图17
37．【2016•北京市海淀区高三年级第一期期末】（10分）如图24所示，PQ和MN是固定于水平面内间距L=1.0m的平行金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。

两相同的金属棒ab、cd放在轨道上，运动过程中始终与轨道垂直，且接触良好，它们与轨道形成闭合回路。

已知每根金属棒的质量m=0.20k g，每根金属棒位于两轨道之间部分的电阻值R=1.0Ω；金属棒与轨道间的动摩擦因数μ=0.20，且与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

整个装置处在竖直向上、磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中。

取重力加速度g=10m/s2。

d
图24
（1）在t=0时刻，用垂直于金属棒的水平力F向右拉金属棒cd，使其从静止开始沿轨道以a=5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动，求金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动；
（2）若用一个适当的水平外力F′向右拉金属棒cd，使其达到速度v1=20m/s沿轨道匀速运动时，金属棒ab 也恰好以恒定速度沿轨道运动。

求：
①金属棒ab沿轨道运动的速度大小；
②水平外力F′的功率。

38. 【2016•河南省三门峡市陕州中学高三上期第二次强化训练】如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L=20 cm、相互平行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻R=0.02 Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m=40 g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L=20 cm。

该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。

开始时，磁感应强度B0=0.10 T。

设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2。

（1）若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动。

此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。

求b棒做匀加速运动的加速度及b 棒与导轨间的滑动摩擦力；
（2）若从t=0开始，磁感应强度B随时间t按图丙中图象所示的规律变化，求在金属棒b开始运动前，这个装置释放的热量是多少?
39．【2016•安徽省合肥市高三上期第一次教学质检】如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，导轨间距L=0.50m，一根质量为m=0.50kg的匀质金属棒ab横跨在导轨上且接触良好，abMP 恰好围成一个正方形。

该导轨平面处在磁感应强度方向竖直向上、大小可以随时间变化的匀强磁场中，ab。