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期末综合练习(六)-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修二_高中九科知识点归纳。_人教版高中Word电子版试卷练习试题知识点全科_高中物理试卷习题_物理选修_选修2

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文档文本内容

期末综合练习(六)高二下学期物理人教版(2019)选择性
必修二
一、单选题
1.如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜
制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程
中( )
A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B.感应电流方向均为逆时针
C.圆环受到的安培力方向先水平向左后水平向右
D.圆环受到的安培力方向先水平向右后水平向左
2.如图所示,ABCD区域中存在一个垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度为
B,BC边距地面高度 正方形绝缘线圈MNPQ竖直放置,质量为m,边长为L,总电
阻为R,PQ边与地面动摩擦因数为μ,在水平力F的作用下向右作直线运动通过磁场
区域,下列说法正确的是
A.线圈进入磁场过程中感应电流的方向沿QMNP
B.线圈MN边完全处于磁场中运动时,MQ两点间电势差为0
C.线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为D.线圈进入磁场过程中若 ,则线圈将以速度v做匀速直线运动
3.如图所示的电路中,A 和A 是完全相同的灯泡,线圈L的直流电阻不可以忽略,
1 2
下列说法中正确的是( )
A.合上S时,A 和A 同时亮起来
1 2
B.合上S时,A 比A 先亮,且最后A 比A 要亮些
2 1 2 1
C.断开S时,A 立刻熄灭,A 过一会儿熄灭
2 1
D.断开S时,A 会闪亮一下才熄灭
2
4.匀强磁场中一圆形铜线圈用细杆悬于P点,开始时处于水平位置,如图。现释放,
运动过程中线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次先后通过位置Ⅰ和Ⅱ时,顺着磁
场方向向右看去,线圈( )
A.过位置Ⅰ,感应电流顺时针方向,有扩张趋势B.过位置Ⅰ,感应电流逆时针方向,
有收缩趋势
C.过位置Ⅱ,感应电流顺时针方向,有收缩趋势 D.过位置Ⅱ,感应电流逆时针方
向,有扩张趋势
5.如图所示, 、 是两个完全相同的灯泡, 是自感系数较大的线圈,其电流
电阻忽略不计.当电键 闭合时,下列说法正确的是( )
A. 比 先亮,然后 熄灭
B. 比 先亮,然后 逐渐变暗, 逐渐变亮C. 、 一齐亮,然后 熄灭
D. 、 一齐亮,然后 逐渐变亮, 的亮度不变
6.如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向内.一个三角形
闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右).取线框刚到达磁场边界
的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框
中电流号时间关系的是( )
A. B. C. D.
7.阻值均为R的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E的电源(不计内阻)连接
成如图所示的电路.开关K闭合且电路稳定时,以下说法正确的是( )
A.电容器两板间电压为E/3
B.电容器极板上的电荷量为2CE/5
C.减小电容器两极板正对面积,极板上的电荷量减小
D.减小电容器两极板间的距离,稳定后两板间电压比原来的更小
二、多选题
8.下列现象与离心现象有关的是( )
A.链球运动员使链球高速旋转后松手,链球沿切线方向飞出
B.汽车转弯速度过大时,放在座位上的物品被甩出座位
C.下雨用伞后,收伞时将雨伞旋转几圈,雨滴被甩出
D.汽车突然加速时,人向后倾
9.如图所示,四根长度、内径均相同的空心圆管竖直放置,把一枚磁性很强的直径略
小于管的内径的小圆柱形永磁体,分别从四根圆管上端静止释放,空气阻力不计.下
列说法正确的是( )A.小磁体在四根圆管中下落时间相同
B.小磁体在甲管中下落时间最长
C.小磁体在乙、丙、丁三管中下落时间相同
D.小磁体在丙管中下落时间最短
10.将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断,在绳圆中通入电流,并将其如图置于光滑水平
面上、垂直水平面向下的匀强磁场中,已知:磁感应强度为B,这根硅胶绳劲度系数
为k,通入电流前绳圈周长为L,通入电流并稳定后,电流强度为I,方向为顺时针,
绳圈周长变为 ,则下列说法正确的是( )
A.通电稳定后绳圈中的总磁通量等于
B.绳圈周长改变属于电磁感应现象
C.图中A、B两处的弹力大小均为
D.题中各量满足关系式
三、非选择题
11.如图所示,两根平行的光滑金属导轨,相距为L=20cm,竖直放置,导轨足够长,
导轨上端连接着定值电阻R=0.2Ω,直流为m=0.04kg、电阻为r=0.1Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计,整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为
B=1T的匀强磁场中,ab杆由静止释放,下滑高度h=1.2m时达到最大速率,
g=10m/s2,则金属杆的最大速率v=_________m/s,从释放至达到最大速率过程中电
阻R上产生的热量Q=_____________J。
12.利用右图所示装置可测磁感应强度B,矩形线圈宽为L,共N匝,磁场垂直于纸
面,当线圈中通以方向如图所示的电流I时,天平如图示那样平衡.当电流改为反方
向时(大小不变),右边再加质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知B的方向
垂直纸面向_____ ,且B = _____________.
13.如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为L的足够长的平行光滑金属轨
道上。导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平
面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置、间距为d的两的平行金属板。R和Rx分别表
示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。
(1)调节Rx2R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速
率v;
(2)调节RxR,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将某一带电微粒水平射入金属板间,q
若它能匀速通过,试判断该带电微粒的电性并求其比荷
m
14.光滑平行金属导轨水平面内固定,导轨间距L=0.5m,导轨右端接有电阻R =4Ω小
L
灯泡,导轨电阻不计.如图甲,在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场,
MN、PQ间距d=3m,此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示,垂直导轨跨
接一金属杆,其电阻r=1Ω,在t=0时刻,用水平恒力F拉金属杆,使其由静止开始自
GH位往右运动,在金属杆由GH位到PQ位运动过程中,小灯发光始终没变化,
求:(1)小灯泡发光电功率;
(2)水平恒力F大小;
(3)金属杆质量m.
15.两条平行光滑金属导轨足够长,其水平部分存在着竖直向上的匀强磁场,磁感应
强度B=2T,导轨间距离L=0.5m,导轨倾斜部分与水平面夹角θ=30°,顶端所接电阻
R=5Ω,现有一质量为m=1kg,接入导轨间电阻r=3Ω的金属棒水平横放在导轨距水平
面高度h=0.2m处,由静止释放(不计导轨电阻,不计金属棒滑动时在导轨弯折处的能
量损失,g取10m/s2)。求:
(1)金属棒在导轨水平部分滑动时加速度的最大值a ;
m
(2)金属棒在水平导轨上做什么运动,并求出在整个运动过程中电阻R中产生的热量。
16.一质量m=0.05kg的金属条搁在相距d=0.02m的两金属轨道上,如图所示。现让金
属条以v=❑√5m/s的初速度从AA′进入水平轨道,再由CC′进入半径r=0.05m竖直圆轨
0
道,完成圆周运动后,再回到水平轨道上,整个轨道除圆轨道光滑外,其余均粗糙,
运动过程中金属条始终与轨道垂直。已知由外电路控制,流过金属条的电流大小始终
为I=5A,方向如图中所示,整个轨道处于水平向右的匀强磁场中,磁感应强度
B=1T,AC的距离L=0.2m,金属条恰好能完成竖直面里的圆周运动。试求:(1)金属条到达竖直圆轨道最高点的速度;
(2)水平粗糙轨道的动摩擦因数;
(3)若将CC′右侧0.06m处的金属轨道在DD′向上垂直弯曲(弯曲处无能量损失),试
求金属条能上升的高度。
17.如图所示,一倾角为θ=30°,足够长的光滑斜面固定在水平地面上,斜面下端有一
个与斜面垂直的固定挡板。斜面上放置一个质量为m的足够长的木板,木板的上端有
一个质量也为m的小物块(可视为质点),物块和木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦
力且大小恒为kmg(0.5<k<1)。初始时木板下端与挡板的距离为L。现由静止同时释
放物块和木板,物块和木板沿斜面自由下滑。已知木板与挡板碰撞时间极短,且碰后
速度大小不变,与碰前速度方向相反,物块始终未碰及到挡板。(重力加速度为g)
求:
(1)从释放到木板第一次与挡板碰撞前瞬间,物块所受冲量1的大小;
(2)从释放到木板第二次与挡板碰撞前瞬间,物块相对木板的位移Δx的大小;
(3)从释放到木板和物块都静止的过程中,系统因摩擦产生的热量Q。
18.如图,水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接,金属棒ab垂直置于导轨
上,导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场.棒获得初速度v后开始向右运动.
(1)指出ab棒中感应电流的方向.
(2)ab棒运动过程中,速度如何变化?请简要写出分析过程。
19.如图所示,质量m=0.016kg、长L=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.4Ω的矩形线圈,
从h=5m高处自由下落,进入一个匀强磁场,当线圈的下边刚进入磁场时,线圈恰好
1做匀速直线运动,已知线圈cd边通过磁场所用的时间t=0.15s. 求:
(1)磁场的磁感应强度B;
(2)磁场区域的高度h(g取10m/s2).
2
20.磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会.如图所示为电磁
驱动装置的简化示意图,间距 的两根足够长的平行长直金属导轨倾斜放置,
导轨平面与水平面的夹角 ,两导轨上端接有 的电阻.质量 的
导体棒 垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数
,导轨和导体棒的电阻均不计,导轨平面上的矩形区域(如图中虚线框所示)
内存在着磁感应强度 的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上.(
)
(1)若磁场保持静止,导体棒 从距离磁场区域 处由静止下滑,恰好匀速穿过磁
场区域,求 的大小;
(2)若导体棒 处于磁场区域内,当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,
可以使导体棒以 的速度沿导轨匀速向上运动,导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内,求磁场运动的速度大小 ,以及为维持导体棒的运动此时系统提供的
功率P.参考答案
1.A
【详解】
AB. 铜制圆环内磁通量先向里并增大,铜制圆环感应电流的磁场向外,感应电流为逆时针;
铜制圆环越过最低点过程中,铜制圆环内磁通量向里的减小,向外的增大,所以铜制圆环
感应电流的磁场向里,感应电流为顺时针;越过最低点以后,铜制圆环内磁通量向外并减
小,所以铜制圆环感应电流的磁场向外,感应电流为逆时针。故A正确B错误;
CD. 根据左手定则,因等效导线是沿竖直方向的,且两边的磁感应强度不同,故合力方向
始终沿水平方向,安培力为阻力,方向始终向左,故CD错误。
故选A。
2.C
【详解】
A.线框进入磁场时,磁通量增加,根据楞次定律可得感应电流的方向为QPNM,故A错
误;
B.线圈MN边完全处于磁场中运动时,NP边切割磁感线产生电动势为E的话,那么MQ
两点间电势差为 ,即不为零,故B错误;
C.线圈进入磁场的过程中通过线圈导线某截面的电量为:
故C正确;
D.线圈进入磁场过程中若
由牛顿第二定律得:
联立得:可知加速度不为零,故不是匀速直线运动,故D错误.
故选C.
3.B
【详解】
AB.合上开关接通电路时,A 立即正常发光,线圈中电流要增大,由于自感电动势的阻碍,
2
灯泡A 中电流只能逐渐增大,则A 先亮,A 后亮,最后因线圈L支路的电阻较大,则电
1 2 1
流较小,即最后A 比A 要亮些。故A错误B正确。
2 1
CD.断开开关时,A 原来的电流立即减小为零,线圈中产生自感电动势,两灯泡串联和线
2
圈组成回路,回路中电流从原来值逐渐减小到零,则A 和A 都要过一会儿才熄灭。故CD
1 2
错误。
故选B。
4.B
【详解】
AB.由图可知,当线圈从Ⅰ位置运动到最低点过程中,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次
定律可知,线圈中感应电流的方向,向右看是逆时针;根据“增缩减扩”可知线圈有收缩
趋势,选项A错误,B正确;
CD.当线圈从最低点运动到Ⅱ位置的过程中,穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律可知,
线圈中感应电流的方向向右看应是顺时针;根据“增缩减扩”可知线圈有扩张趋势,所以
CD错误。
故选B。
5.B
【解析】灯B与电阻R串联,当电键K闭合时,灯B立即发光,通过线圈L的电流突然增
大.穿过线圈的磁通量增大.根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反,
阻碍电流的增大,电路的电流只能逐渐增大.A逐渐亮起来,所以B比A先亮.由于线圈
直流电阻忽略不计.当电流逐渐稳定时,感应电动势减小.A灯电流逐渐增大,A灯逐渐
变亮外,电路电流变大时,路端电压 减小,B灯变暗.故选B.
【点睛】当电键K闭合时,通过线圈L的电流实然增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞
次定律判断感应电动势的方向和作用,分析哪个灯先亮.
6.A
【分析】先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向,再由感应电动势公式
和欧姆定律,分段分析感应电流的大小,即可选择图象.
【详解】
线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培
定则可知感应电流方向为逆时针,电流i应为正方向,故BC错误;线框进入磁场的过程,
线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均
匀减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应电流产生.线框穿出磁场的过
程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流
方向为顺时针,电流i应为负方向;线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由
,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,故A正确,D错误.
7.C
【详解】
A、电容器与两个电阻并联,两板间电压等于并联两电阻两端的电压: ,
A错误;B、电容器极板上的电荷量 ,B错误;C、根据电容的决定式
,减小电容器两极板正对面积,电容减小.电容两端的电压不变,极板上的电
荷量减小,C正确;两板间电压等于并联两电阻两端的电压,减小电容器两极板间的距离,
稳定后两板间电压不变,D错误.故选C.
8.ABC
【详解】
A.链球运动员使链球高速旋转后松手,链球沿切线方向飞出,与离心现象有关,A正确;
B.汽车在转弯时,由于汽车的速度快,需要的向心力大,乘客感觉往外甩,这是离心运
动属于离心现象,B正确;
C.下雨用伞后,收伞时将雨伞旋转几圈,雨滴做离心运动被从伞上甩掉,属于离心现象,
C正确;
D.汽车突然加速时,乘客都向后倾倒,这是由于惯性,不是离心现象,D错误。故选ABC。
9.BC
【详解】
当永磁体下落时,对甲铜管而言相对于若干导线切割磁感线,产生关于电流,由于磁场与
电流的相互作用,使得永磁体下落“变慢”(阻碍磁通变化),对乙中铜管,由于有缝,相
对于导线不闭合,只能产生感应电动势,而无感应电流产生,因此永磁体仍然做自由落体
运动,对丙、丁中塑料管而言不是导体,既无感应电动势,有无感应电流产生,因此永磁
体同样做自由落体运动,故AD错误,BC正确。
10.CD
【详解】
A.通入瞬时值方向电流稳定后,线圈周长L=2πr,此时线圈半径 ,线圈面积:
1 1
由安培定则可知,环形电流在环内产生的磁场竖直向下,绳圈内磁感应强度大于B,通电
稳定后绳圈中的磁通量大于
故A错误;
B.绳圈周长改变是通电导线受到安培力的结果,不属于电磁感应现象,故B错误;
C.设题图中A、B两处的弹力大小均为F,对半圆弧ACB段,由平衡条件得:
1
解得:
故C正确;
D.由胡克定律得:F=k(L-L),解得:
1 1
两侧同时除以L 得:
1得
故D正确。
故选CD。
11.3m/s; 0.2J
【解析】
当金属棒匀速运动时速度最大,设最大速度为v,达到最大时则有mg=F ,即有mg=BIL,
安
E
又I= ,E=BLv,解以上三式得v=3m/s;对金属杆下落的过程,设金属杆克服安培力
R+r
1
做的功为W
安
,根据动能定理mgℎ−W
安
=
2
mv2−0,代入数据得:W
安
=0.3J则Q
总
=W
安
Q
=0.3J,由电路知识可得Q= 总 R=0.2J.
R+r
【点睛】金属棒在重力作用下,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,速度达
到最大,然后做匀速直线运动,根据金属棒所受的拉力等于安培力,求出最大速度.根据
动能定理计算导体克服安培力做的功,即整个电路产生的热量.
12.垂直纸面向里
【详解】
试题分析:当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,
则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以需要在右边
加砝码.则有 ,所以 .
考点:安培力,左手定则Mgsinθ 3MgRsinθ q BdL
13.(1)I= v= (2)正电, =
BL B2L2 m MRsinθ
【解析】
【详解】
(1)导体棒匀速下滑时,有:Mgsinθ=BIL
Mgsinθ
则得感应电流为:I=
BL
设导体棒产生的感应电动势为E,则有:E=BLv
0 0
由闭合电路欧姆定律得: E
I= 0
R+R
x
由题意,R =2R
x
3MgRsinθ
联立得:v=
B2L2
(2)调节R =R,待棒沿导轨再次匀速下滑后则:Mgsinθ=BIL
x
Mgsinθ
则得感应电流为:I=
BL
MgRsinθ
则板间电压为:U=IR=
BL
U
粒子匀速通过,则向上的电场力与向下的重力平衡:mg= q
d
q gd BdL
解得: = = ;
m U MRsinθ
由右手定则可知,下极板带正电,则粒子带正电.
【点睛】
此题考查了电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用,掌握平衡条件,注意粒子在复合场
中做匀速运动,受力是平衡条件的,与速度选择器的原理相似.
14.(1) 0.09w (2) 0.15N (3) 0.8kg
【解析】
(1)回路的电动势:E=(L·d)△B/△t=0.5×3×2/4=0.75V
回路的电流:I=E/(R +r)=0.75/5=0.15A
L
小灯泡发光电功率:P=I2·R =0.152×4=0.09W
L(2)由题分析知:杆在匀强磁场中匀速运动,进入磁场区域之前匀加速运动
∴F=F =ILB=0.15×0.5×2=0.15N
安
(3)E′=I(R +r)=0.15×5=0.75V
L
E′=BLv′ 则v′=0.75/(2×0.5)=0.75m/s
又:F=ma v′=at
解得:m=F/a=0.15/(0.75/4)=0.8kg
点睛:本题关键是分析清楚杆的运动情况,先加速后匀速,抓住两个过程之间的关系,通
过力学和电磁感应的规律结合求解;掌握求解感应电动势和动生电动势的方法.
15.(1)0.25m/s2 ;(2)减速运动,1.25J
【详解】
(1)金属棒在斜面上下滑时,有
mgh=
=2m/s
金属棒刚进入磁场时加速度最大,此时金属棒产生的感应电动势为
E=BLv
感应电流为
I=
所受的安培力
F=BIL
根据牛顿第二定律得
F=ma
m
联立得
a =0.25m/s2
m
(2)金属棒进入水平轨道时,受到向左的安培力作用而做减速运动,最终停止运动。根据
能量守恒得
Q = =mgh=1×10×0.2J=2J
总
电阻R中产生的热量为Q = =1.25J
R
❑√15 5
16.(1) m/s (2) (3) 0.10m
5 12
【解析】
【分析】
在最高点,抓住金属条恰好通过最高点,抓住压力为零,结合牛顿第二定理求出金属条到
达竖直圆轨道最高点的速度;对开始到圆轨道的最高点过程中,运用动能定理求出水平粗
糙轨道的动摩擦因数;对开始到竖直轨道的最高点过程,运用动能定理求出金属条上升的
高度。
【详解】
(1)金属条恰好能完成竖直面里的圆周运动,可知在最高点,对轨道的压力为零,
v2
根据牛顿第二定律得:BId+mg=m
r
❑√15
代入数据解得:v= m/s
5
(2)对开始到圆轨道的最高点过程中,根据动能定理得:
1 1
−(mg+BId)•2r−μ(mg+BId)•L= mv2− mv2
2 2 0
5
代入数据解得:μ=
12
(3)对开始到最高点的过程,根据动能定理得:
1
−μ(mg+BId)(L+L )−(mg+BId)ℎ =0− mv2
CD m 2 0
代入数据解得:h =0.10m
m
【点睛】
题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用,知道圆轨道最高点的临界情况,压力为零,
依靠重力和安培力的合力提供向心力。
17.(1) ;(2) ;(3)
【详解】
(1)释放后物块和木板的加速度为解得
木板与挡板碰撞前瞬间,速度为
解得
根据动量定理
解得
(2)模板第一次与挡板碰撞后,木板的加速度大小
解得
沿斜面向下
物块的加速度大小为
解得
斜面向下
规定向下为正方向,木板第一次与挡板碰撞结束时到木板和物块加速度相同时,对木板有
对物块有解得
此时木板下端距离挡板
木板第一次与挡板碰撞到二者第一次速度相同时物块的位移
木板的位移
之后到碰撞挡板前二者无相对滑动,故物块相对于长木板的位移为
(3)从释放到长木板和物块都静止的过程中列动能定理
解得
故总功即系统因摩擦产生的热量
18.(1)指出ab棒中感应电流的方向为从b到a;(2)ab棒运动过程中,速度减小。
【详解】
(1)根据右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;
让磁感线从手心进入,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的
方向,所以电流的方向从b到a.
(2)根据左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;
让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁
场中所受安培力的方向,所以导体棒所受安培力水平向左,与导体棒的速度方向相反,导
体棒减速运动,速度减小。
故答案为:(1)指出ab棒中感应电流的方向为从b到a;(2)ab棒运动过程中,速度减
小。
19.(1)B=0.8T (2) h =1.55 m
2
【解析】【试题分析】(1)线框从h 高度处由静止自由下落,由高度求出线框
1
刚进磁场时速度,根据感应电动势公式和欧姆定律求出电流大小,由楞次定律
判断电流方向.(2)线框在磁场中做匀加速直线运动,位移为h -L,加速度为
2
g,结合初速度求出时间.
(1)安培力:F=BId
根据欧姆定律:
根据法拉第电磁感应定律:E=Bdv
线圈刚好做匀速直线运动,根据平衡条件有:F=mg
线圈自由落体运动,根据动能定理:
解得:
联立以上各式得:(2)线圈的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的时间:
之后线圈做加速度为g的匀加速度运动,直到线圈cd到达磁场下边界,这个过
程用时:t =0.15 s-0.05 s=0.1 s
2
此段位移为:
磁场区域的高度为:h =x +L=1.55 m.
2 2
【点睛】本题在电磁感应中属于常规题,从力的角度研究电磁感应现象,根据
受力情况分析线圈的运动情况,并运用运动学公式求解高度.
20.(1) (2) ,
【解析】
(1)磁场静止,设导体棒以速度 匀速穿过磁场区域,
, , ,
有 ,
,
得 ;
(2)磁场带动导体棒共同向上运动,受力如图所示:
, , ,
有 ,得 ,
导体棒中焦耳热功率 ,
摩擦生热功率 ,
克服重力做功的功率 ,
系统的总功率:
点睛:本题考查了导体棒切割磁感线产生电动势,要会正确求解电动势的大小,并结合受
力找到要求解的物理量