6、“∠”形光滑導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是粗細(xì)、材料與導(dǎo)軌完全相同的均勻的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．在外力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度v向右平動(dòng)，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、導(dǎo)體棒所受外力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時(shí)間變化的圖像中正確的是( )
解析 導(dǎo)體棒從圖示位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)時(shí)間t，向右運(yùn)動(dòng)的距離為x＝vt，因θ＝45°，故此時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度l＝x＝vt，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv＝Bv2t，所以E－t圖像應(yīng)為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，A錯(cuò)誤；t時(shí)刻回路導(dǎo)體的總長(zhǎng)度為(2＋)vt，設(shè)單位長(zhǎng)度的電阻為R0，
7、則此時(shí)回路的總電阻R＝(2＋)R0vt，根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應(yīng)電流I＝＝，電流與時(shí)間無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；維持導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的外力與導(dǎo)體棒所受的安培力等值，受外力的功率P＝Fv＝BIlv＝，P與t成正比，C正確；回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q＝I2Rt＝，Q與t2成正比，D錯(cuò)誤．
答案 C
二、多項(xiàng)選擇題
6．2020廣州亞運(yùn)會(huì)上100m賽跑跑道兩側(cè)設(shè)有跟蹤儀，其原理如圖所示，水平面上兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)＝0.5m，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R＝0.5Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝0.5kg的金屬桿如圖①，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場(chǎng)豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上
8、，使桿運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的速度v也會(huì)變化，從而使跟蹤儀始終與運(yùn)動(dòng)員保持一致．已知v和F的關(guān)系如圖②(取重力加速度g＝10m/s2)，則( )
A．金屬桿受到的拉力與速度成正比
B．該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T
C．圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小
D．導(dǎo)軌與金屬棒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4
解析 由圖像可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤、C正確；由F－BIL－μmg＝0及I＝可得F－－μmg＝0，從圖像上分別讀出兩組F、v數(shù)據(jù)代入上式即可求得B＝1 T，μ＝0.4，所以選項(xiàng)B、D正確．
答案 BCD
7.如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導(dǎo)體
9、棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)．若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能( )
A．變?yōu)? B．先減小后不變
C．等于F D．先增大再減小
解析 對(duì)b，由平衡條件可得，未施加恒力F時(shí)，有mgsinθ＝Ffb.當(dāng)施加恒力F后，因b所受的安培力向上，故有F安＋Ffb＝mgsinθ.對(duì)a，在恒力F的拉動(dòng)后，先加速最后勻速運(yùn)動(dòng)，故b所受的安培力先增大，然后不變，b所受的摩擦力先減小后不變，B正確；若F安＝mgsinθ，則Ffb＝0，A正確；若Ffb＝F，則對(duì)導(dǎo)體棒a、b系統(tǒng)，所受的合外力將沿斜
10、面向下，與題意中兩棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不符，C錯(cuò)誤．
答案 AB
8.如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd和bc邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上，使線框從靜止開(kāi)始沿x軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍芊从尘€框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的圖是( )
解析 線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有v＝at，v＝；由歐姆定律可得電流I＝＝＝，據(jù)此可知A、C兩項(xiàng)正確，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤．
答案 AC
9．質(zhì)量為m、電阻為R的矩形線圈abcd邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L，線圈一半在有界磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，
11、磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，如圖①所示．t＝0時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此后磁場(chǎng)開(kāi)始按圖②所示變化，線圈中便開(kāi)始產(chǎn)生感應(yīng)電流．在磁場(chǎng)力作用下線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖③所示，圖中斜向上的虛線為過(guò)O點(diǎn)速度圖像的切線．圖中數(shù)據(jù)僅t0未知，但t0大于t2，不考慮重力影響，則( )
A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為
B．t2時(shí)刻回路的電功率為
C．t2時(shí)刻回路的電功率為0
D．時(shí)間t2內(nèi)流過(guò)線圈橫截面的電荷量為
解析 由v－t圖像可知，t＝0時(shí)刻線圈的加速度為a＝，此刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝＝·L2，感應(yīng)電流I＝＝，線圈所受磁場(chǎng)力為F＝B0IL＝＝ma，所以有＝，故A正確；t2時(shí)刻線圈開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，磁
12、場(chǎng)沒(méi)有消失，線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，盡管有感應(yīng)電流，但所受合力為零，此時(shí)電功率P＝＝＝，故B正確、C錯(cuò)誤；對(duì)線圈由牛頓第二定律有B0IL＝m，根據(jù)電流的定義可得電荷量q＝I·Δt＝，故D正確．
答案 ABD
10.如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來(lái)靜止的、長(zhǎng)L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升，導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框架平面垂直．當(dāng)導(dǎo)體棒上升h＝3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r為1Ω，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，則以下判斷正確的是(
13、)
A．導(dǎo)體棒向上做勻減速運(yùn)動(dòng)
B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為7W
C．導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為v＝2m/s
D．導(dǎo)體棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間為1s
解析 由于電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒定，由P出＝Fv及F－mg－＝ma可知導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝IU－I2r＝6W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒的拉力的功率，P出＝Fv，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)F＝mg＋BI′L，感應(yīng)電流I′＝＝，解得導(dǎo)體棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為v＝2m/s，選項(xiàng)C正確；由能量守恒定律得P出t＝mgh＋mv2＋Q，解得t＝1s，選項(xiàng)D正確．
答案 CD
11.如圖所示
14、，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，求：
(1)金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小；
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大小；
(3)在上問(wèn)中，若R＝2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向．(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
解析 (1)金屬棒開(kāi)始下滑的初速度為零，則
根
15、據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma ①
由①式解得a＝10×(0.6－0.25×0.8) m/s2＝4m/s2. ②
(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡
mgsinθ－μmgcosθ－F＝0 ③
此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率
Fv＝P ④
由③④兩式解得v＝＝m/s＝10m/s.⑤
(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌
16、間金屬棒的長(zhǎng)為l，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
I＝ ⑥
P＝I2R ⑦
由⑥⑦兩式解得B＝＝ T＝0.4 T
磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．
答案 (1)4m/s2
(2)10m/s
(3)0.4T 方向垂直導(dǎo)軌平面向上
12.磁流體動(dòng)力發(fā)電機(jī)的原理圖如圖所示．一個(gè)水平放置的上下前后均封閉的橫截面為矩形的塑料管，寬度為l，高度為h，管內(nèi)充滿電阻率為ρ的某種導(dǎo)電流體(如電解質(zhì))．矩形塑料管的兩端接有渦輪機(jī)，由渦輪機(jī)提供
17、動(dòng)力使流體通過(guò)管道時(shí)具有恒定的水平向右的流速v0.管道的前后兩個(gè)側(cè)面上各有長(zhǎng)為d的相互平行且正對(duì)的銅板M和N.實(shí)際流體的運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)作如下假設(shè)：①在垂直于流動(dòng)方向的橫截面上各處流體的速度相同；②流體不可壓縮．
(1)若在兩個(gè)銅板M、N之間的區(qū)域內(nèi)加有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則當(dāng)流體以穩(wěn)定的速度v0流過(guò)時(shí)，兩銅板M、N之間將產(chǎn)生電勢(shì)差．求此電勢(shì)差的大小，并判斷M、N兩板中哪個(gè)板的電勢(shì)較高；
(2)用電阻不計(jì)的導(dǎo)線將銅板M、N外側(cè)相連接，由于此時(shí)磁場(chǎng)對(duì)流體有阻力的作用，使流體的穩(wěn)定速度變?yōu)関(v
【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 9-3 電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用課時(shí)檢測(cè) 新人教版
