3．如圖3所示，虛線框a′b′c′d′內(nèi)有一勻強磁場區(qū)域，

磁場方向豎直向下．矩形閉合金屬線框abcd以一定的速度

沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動．圖4中所給出的是金屬

框的四個可能達到的位置，則金屬框的速度不可能為零的位

置是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

解析：當(dāng)線框完全處于磁場中時，線框中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框不受力，將做勻速直線運動，其速度不可能為零，故C對．

答案：C

2．如圖2所示，在勻強磁場中，MN、PQ是兩根平行的金屬

導(dǎo)軌，而ab、cd為串有伏特表和安培表的兩根金屬棒，它們

同時以相同的速度向右運動時，下列說法中正確的是(　)

A．電壓表有讀數(shù)，電流表有讀數(shù)

B．電壓表無讀數(shù)，電流表有讀數(shù)

C．電壓表無讀數(shù)，電流表無讀數(shù)

D．電壓表有讀數(shù)，電流表無讀數(shù)

解析：此題考查對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和對電壓表、電流表示數(shù)的理解．兩棒以相同的速度向右運動時，因穿過面abcd的磁通量不變，回路中沒有感應(yīng)電流，電流表和電壓表均不會有讀數(shù)．C項正確．

答案：C

1．如圖1所示，閉合線圈abcd在磁場中運動到如圖所示位置　　

時，ab邊受到的磁場力豎直向上，此線圈的運動情況可能

是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(　)

A．向右進入磁場

B．向左移出磁場

C．以ab為軸轉(zhuǎn)動

D．以cd為軸轉(zhuǎn)動

解析：ab邊受磁場力豎直向上，由左手定則知，通過ab的電流方向是由a指向b，由右手定則可知當(dāng)線圈向左移出磁場時，bc邊切割磁感線可產(chǎn)生順時針方向的電流．當(dāng)然也可以用楞次定律判斷當(dāng)線圈向左移出磁場時，磁通量減小，產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，故B正確．當(dāng)以ab或cd為軸轉(zhuǎn)動時，在圖示位置，導(dǎo)線不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C、D錯．

答案：B

0．5－＝0

代入數(shù)據(jù)得：B＝0.5 T.

(3)設(shè)外力F作用時間為t.x₁＝at²

v₀＝x₂＝at

x₁+x₂＝s，所以at²+at＝s

代入數(shù)據(jù)得0.2t²+0.8t－1＝0，

解方程得t＝1 s或t＝－5 s(舍去)．

(4)可能圖線如下：

答案：(1)見解析　(2)0.5 T　(3)1 s　(4)見解析

16．(17分)(2009·上海高考)如圖17所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻．區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s.一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v+0.4(N)(v為金屬棒速度)的水平外力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大．(已知：l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，s＝1 m)

　(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；

(2)求磁感應(yīng)強度B的大��；

(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v₀－x，且棒在運動到ef處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？

(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤出外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線．

解析：(1)金屬棒做勻加速直線運動

R兩端電壓U∝I∝E∝v，U隨時間均勻增大，即v隨時間均勻增大．

所以加速度為恒量．

(2)F－v＝ma，將F＝0.5v+0.4代入

得：(0.5－)v+0.4＝a

因為加速度為恒量，與v無關(guān)，所以a＝0.4 m/s²

15．(12分)如圖16所示，豎直放置的等距離金屬導(dǎo)軌寬0.5 m，垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B＝4 T，軌道光滑、電阻不計，ab、cd為兩根完全相同的金屬棒，套在導(dǎo)軌上可上下自由滑動，每根金屬棒的電阻為1 Ω.今在ab棒上施加一個豎直向上的恒力F，這時ab、cd恰能分別以0.1 m/s的速度向上和向下做勻速滑行．(g取10 m/s²)試求：

　(1)兩棒的質(zhì)量；

(2)外力F的大�。�

解析：(1)根據(jù)右手定則，可以判定電路中電流方向是沿acdba流動的．設(shè)ab棒的質(zhì)量為m₁，cd棒的質(zhì)量為m₂.取cd棒為研究對象，受力分析，根據(jù)平衡條件可得BIL＝m₂g

其中I＝＝，得m₂＝＝0.04 kg，

根據(jù)題意判斷可知m₁＝0.04 kg.

(2)取兩根棒整體為研究對象，根據(jù)平衡條件可得

F＝m₁g+m₂g＝0.8 N.

答案：(1)0.04 kg　0.04 kg　(2)0.8 N

14．(14分)一根電阻R＝0.6 Ω的導(dǎo)線彎成一個圓形線圈，圓半徑r＝1 m，圓形線圈質(zhì)量m＝1 kg，此線圈放在絕緣光滑的水平面上，在y軸右側(cè)有垂直線圈平面的磁感應(yīng)強度B＝0.5 T的勻強磁場，如圖15所示．若線圈以初動能E₀＝5 J沿x軸方向滑進磁場，當(dāng)進入磁場0.5 m時，線圈中產(chǎn)生的電能為E＝3 J．求：

　(1)此時線圈的運動速度的大�。�

(2)此時線圈與磁場左邊緣兩交接點間的電壓；

(3)此時線圈加速度的大小．

解析：(1)設(shè)線圈的速度為v，由能量守恒定律得

E₀＝E+mv².

解得：v＝2 m/s.

(2)線圈切割磁感線的有效長度

L＝2 ＝ m，

電動勢E＝BLv＝ V，

電流I＝＝ A，

兩交接點間的電壓

U＝IR₁＝×0.6× V＝ V.

(3)F＝ma＝BIL，所以a＝2.5 m/s².

答案：(1)2 m/s　(2) V　(3)2.5 m/s²

13．(12分)(2010·徐州模擬)如圖14所示，光滑的U形金屬導(dǎo)軌MNN′M′水平的固定在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌的寬度為L，其長度足夠長，M′、M之間接有一個阻值為R的電阻，其余部分電阻不計．一質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒ab恰能放在導(dǎo)軌之上，并與導(dǎo)軌接觸良好．給棒施加一個水平向右的瞬間作用力，棒就沿軌道以初速度v₀開始向右滑行．求：

(1)開始運動時，棒中的瞬時電流i和棒兩端的瞬時電壓u分別為多大？

(2)當(dāng)棒的速度由v₀減小到v₀/10的過程中，棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少？

解析：(1)開始運動時，棒中的感應(yīng)電動勢：

E＝BLv₀

棒中的瞬時電流：i＝＝

棒兩端的瞬時電壓：u＝E＝BLv₀.

(2)由能量守恒定律知，閉合電路在此過程中產(chǎn)生的焦耳熱：Q_總＝mv₀²－m(v₀)²＝

mv₀²

棒中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝Q_總＝mv₀².

答案：(1)　BLv₀　(2)mv₀²

12．如圖13所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，表面光滑，處在豎直向上 的勻強磁場中，金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面，以速度v向右勻速運動，欲使棒PQ停下來，下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長，棒PQ有電阻)　　 (　)

A．在棒PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒

B．在棒PQ棒右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比

棒PQ大的金屬棒

C．將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來

D．將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接起來

解析：在棒PQ右側(cè)放金屬棒時，回路中會有感應(yīng)電流，使金屬棒加速，棒PQ減速，

當(dāng)兩者獲得共同速度時，回路中感應(yīng)電流為零，兩棒都將做勻速運動，A、B項錯誤．當(dāng)

一端或兩端用導(dǎo)線連接時，棒PQ的動能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而最終靜止，C、D兩選項

正確．

答案：CD

11．某輸電線路橫穿公路時，要在地下埋線通過，為了保護線路不至于被壓壞，預(yù)先鋪設(shè)結(jié)實的過路鋼管，再讓輸電線從鋼管中穿過．電線穿管的方案有兩種：甲方案是鋪設(shè)兩根鋼管，兩條輸電線分別從兩根鋼管中穿過；乙方案是只鋪設(shè)一根鋼管，兩條輸電線都從這一根鋼管中穿過，如圖12所示．如果輸電導(dǎo)線輸送的電流很大，那么，以下說法正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．無論輸送的電流是恒定電流還是交變電流，甲、乙兩方案都是可行的

B．若輸送的電流是恒定電流，甲、乙兩方案都是可行的

C ．若輸送的電流是交變電流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的

D．若輸送的電流是交變電流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的

解析：若輸送的電流是恒定電流，甲、乙兩方案都是可行的，B正確．輸電線周圍存在磁場，交變電流產(chǎn)生變化的磁場，因此在輸電過程中輸電線因電流變化引起自感現(xiàn)象，當(dāng)輸電線上電流很大時，強大的自感電流有可能將鋼管融化，造成事故，所以甲方案是不可行的．在乙方案中，兩條輸電線中的電流方向相反，產(chǎn)生的磁場互相抵消，使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略不計的程度，是可行的，C正確．此題類似于課本中提到的“雙線并繞”．

答案：BC