2.2法拉第电磁感应定律(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2.2法拉第电磁感应定律(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-11 19:18:24 | ||
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文档简介
2.2 法拉第电磁感应定律
一、单选题
1．小灯泡L、电容C与一平行金属导轨及导体棒构成如图闭合电路，磁场与导轨所在平面垂直。当导体棒向右运动时，小灯泡电流I的方向以及电容器C极板的带电情况是（ ）
A．I从a到b，C上极板带正电 B．I从a到b，C下极板带正电
C．I从b到a，C上极板带正电 D．I从b到a，C下极板带正电
2．闭合导线框的质量可以忽不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时间t拉出，外力所做的功为W1，外力的功率为P1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用时间3t拉出，外力所做的功为W2，外力的功率为P2，通过导线横截面的电荷量为q2，则（ ）
A．W1=W2，P1=P2，q1C．W1=3W2，P1=9P2，q1=q2 D．W1=W2，P1=9P2，q1=q2
3．近期小朋友热衷玩的一种夜光飞行器的实物和模型如图所示。假设该飞行器在北半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B。飞行器的螺旋桨叶片远端在固定的水平圆环内转动，在螺旋桨转轴和叶片的运端b之间连接有一个发光二极管D，已知叶片长度为L，转动的频率为f，从上向下看叶片是按顺时针方向转动的。用E表示每个叶片中的感应电动势，螺旋桨转轴和叶片均为导体。则（ ）
A．，图示连接的二极管不会发光
B．，图示连接的二极管不会发光
C．，图示连接的二极管可以发光
D．，图示连接的二极管可以发光
4．如图所示，一面积为S的正三角形金属框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点，直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场，在时间t内，磁感应强度的大小由B均匀增加到3B，方向不变，在此过程中（ ）
A．穿过金属框的磁通量变化量为BS
B．N点电势比M点的高
C．金属框中的感应电动势为
D．金属框中的感应电动势为
5．如图甲所示，、是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨，导轨右端接有一个阻值为的电阻，导轨间存在垂直于导轨平面的磁场（图中未画出）。虚线将磁场分为I、II两个区域，其中区域I中存在非匀强磁场，区域II中存在匀强磁场。虚线是区域I中的一条参考线，、间的距离为，图乙所示图像描述的是磁感应强度和虚线的右侧各点到虚线的距离的关系。金属棒静止在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，某时刻开始，金属棒在外力作用下经过区域I运动到区域II，已知在金属棒经过虚线后的运动过程中电阻消耗的电功率不变，金属棒和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒经过、和处时，速度大小之比为1：2：3
B．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，通过电阻的电荷量之比为1：1
C．金属棒在处和处受到的安培力大小之比为1：2
D．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，电阻消耗的电能之比为2：1
6．如图所示，间距为的两根足够长的光滑金属导轨上接有两定值电阻，；一电阻、长度为的导体棒在外力作用下向右做速度为的匀速直线运动。运动过程中导体棒与导轨接触良好，整个装置处于方向垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中、下列选项正确的是（ ）
A．导体棒两端的电势差 B．内通过任意横截面的电荷量为
C．内导体棒上产生的热量为 D．时导体棒的热功率为
7．如图所示，水平方向的匀强磁场宽为b，矩形线框宽度为a，当这一闭合的导体框从磁场上方由静止开始下落，进入磁场时刚好做匀速运动，如果，则当线框的下边刚离开磁场时，线框的运动情况是（ ）
A．匀速运动 B．匀变速运动 C．加速运动 D．减速运动
8．一圆形线圈位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面），以向里为负方向，如图（甲）所示。线圈上顺时针方向为电流的正方向，则当磁场按图（乙）变化时，线圈中的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A用铰链连接长度为、电阻为的导体棒，由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时两端的电压大小为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，边界MN的左侧区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小为B，等腰梯形铜线框HIPQ的HI和PQ边的中点位于MN上，从上往下看线框绕MN顺时针匀速转动，角速度为。已知铜线框粗细均匀，上底长为a，下底长为2a，，从垂直于纸面的方向看，当线框HIPQ与MN重合的瞬间，感应电动势大小为（ ）
A． B． C． D．
11．如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻值是OP金属杆电阻值的一半。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B；现使OM从OS位置以恒定的角速度顺时针转到OQ位置，则该过程中（ ）
A．回路中M点电势高于O点电势
B．回路中电流方向沿
C．MO两点的电压
D．MO两点的电压
12．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当( )
A．减小平行轨道间距 B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 D．增大弹头的质量
13．两相同的“冂”形光滑金属框架竖直放置，框架的一部分处在垂直于纸面向外的矩形匀强磁场中，如图所示。两长度相同粗细不同的铜质金属棒a、b分别从两框架上相同高度处由静止释放，下滑过程中金属棒与框架接触良好，框架电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A．若细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，则粗金属棒b刚进入磁场时一定做加速运动
B．通过磁场过程中，粗金属棒b所用的时间短
C．通过磁场过程中，流过两金属棒的电量一样多
D．通过磁场过程中，粗金属棒b产生的热量多
14．如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i（顺时针方向为正）、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F（竖直向上的方向为正）、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。则
A．金属杆的热功率为
B．电路中感应电动势的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．电路中感应电流的大小为
二、填空题
16．①如图所示，一个质量为M的木板放在光滑的水平地面上，一只质量为m的青蛙静止于木板的右端。青蛙突然一跃而起，脱离木板瞬间的对地速度大小为v，与水平方向成角，青蛙在这个过程中对木板做功为________
②如图所示，在光滑的水平面上有2021个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的（粘在一起），则整个碰撞程中因为碰撞损失的机械能总量为__________
③如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，A的左侧光滑，右侧粗糙。一个质量为M的物块B以速度向右运动，与A发生弹性正碰，碰后A向前滑行而停止。若仅把A的质量变为，其它条件不变，再次让B与A发生弹性碰撞，碰后A向前滑行而停止，已知，则第二次碰撞后，B物体的瞬时速度大小为________
④如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场区域的左侧，一个质量为m的正方形线框由位置I以初速度v沿垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置Ⅱ，当运动到位置Ⅲ时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。不计摩擦力，则线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，线框产生的焦耳热为________
17．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。
（2）导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=___________。
（3）导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向___________，导体棒克服___________做功，把其他形式的能转化为电能。
18．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，上端与一阻值为R=0.2Ω电阻连接。在虚线以下有一足够大匀强磁场，磁感强度B=0.1T，磁场方向垂直于导轨平面。一质量m=0.025kg，电阻r=0.1Ω导体棒水平置于导轨上，离磁场上边界的距离h=0.45m。静止释放导体棒，求：（重力加速度g取10m/s2，导体棒与导轨始终良好接触。）
（1）导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向______；（选填“向左”、“向右”）
（2）导体棒刚进入磁场时的速度v1大小和加速度a1大小与方向；______
（3）简要描述金属棒进入磁场后，速度如何变化和加速度变化情况，速度变化情况：______；加速度如何变化：______。
（4）下滑过程中电阻R上的最大功率Pm。______
19．如图所示，把一个用匀质电阻丝围成的线框从一匀强磁场中匀速拉出（线框原来全在磁场中），第一次拉出的速率是v，第二次拉出速率是2v，其它条件不变，则前后两次安培力功率之比是____，通过导线某一横截面的电量之比为____。
三、解答题
20．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度以0.2T/s的变化率增强，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）回路中的感应电动势大小；
（2）回路中电流的大小和方向；
（3）a、b两点间的电势差。
21．如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ，N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆cd垂直放在导轨上，若已知金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现用沿导轨平面向上的恒定外力F作用在金属杆cd上，使cd由静止开始沿导轨向上运动，求cd的最大加速度和最大速度。
22．如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN和PQ左端接有电阻R，一质量为m、电阻为r的导体棒ab跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨宽度为L，现让ab以初速度v0开始沿导轨向右运动，当速度变为v时，求导体棒走过的位移，以及该过程中电阻R产生的焦耳热。（不计摩擦及导轨电阻）
23．如图所示，间距为L两根平行长直金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的电阻，一根长为L、质量为m、电阻为3R的直导体棒ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。ab由静止释放后沿导轨运动，加速下滑位移大小为s时到达cd位置后开始做匀速运动。ab在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g。求：
（1）ab棒的最大速度vm；
（2）ab在匀速运动过程中的热功率P；
（3）从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．A
4．C
5．D
6．B
7．D
8．B
9．A
10．A
11．A
12．B
13．D
14．D
15．A
16． 0
17． 夹角为，水平向左 安培力
18． 向左 v=3m/s；a=9m/s2，方向向下 速度逐渐增大 加速度逐渐减小 5W
19． 1：4 1：1
20．（1）4V；（2）逆时针方向；0.4A；（3）2.4V；
21．，方向沿导轨平面向上；
22．；
23．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．小灯泡L、电容C与一平行金属导轨及导体棒构成如图闭合电路，磁场与导轨所在平面垂直。当导体棒向右运动时，小灯泡电流I的方向以及电容器C极板的带电情况是（ ）
A．I从a到b，C上极板带正电 B．I从a到b，C下极板带正电
C．I从b到a，C上极板带正电 D．I从b到a，C下极板带正电
2．闭合导线框的质量可以忽不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时间t拉出，外力所做的功为W1，外力的功率为P1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用时间3t拉出，外力所做的功为W2，外力的功率为P2，通过导线横截面的电荷量为q2，则（ ）
A．W1=W2，P1=P2，q1
3．近期小朋友热衷玩的一种夜光飞行器的实物和模型如图所示。假设该飞行器在北半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向下，磁感应强度为B。飞行器的螺旋桨叶片远端在固定的水平圆环内转动，在螺旋桨转轴和叶片的运端b之间连接有一个发光二极管D，已知叶片长度为L，转动的频率为f，从上向下看叶片是按顺时针方向转动的。用E表示每个叶片中的感应电动势，螺旋桨转轴和叶片均为导体。则（ ）
A．，图示连接的二极管不会发光
B．，图示连接的二极管不会发光
C．，图示连接的二极管可以发光
D．，图示连接的二极管可以发光
4．如图所示，一面积为S的正三角形金属框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点，直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场，在时间t内，磁感应强度的大小由B均匀增加到3B，方向不变，在此过程中（ ）
A．穿过金属框的磁通量变化量为BS
B．N点电势比M点的高
C．金属框中的感应电动势为
D．金属框中的感应电动势为
5．如图甲所示，、是水平面内平行放置且足够长的光滑金属导轨，导轨右端接有一个阻值为的电阻，导轨间存在垂直于导轨平面的磁场（图中未画出）。虚线将磁场分为I、II两个区域，其中区域I中存在非匀强磁场，区域II中存在匀强磁场。虚线是区域I中的一条参考线，、间的距离为，图乙所示图像描述的是磁感应强度和虚线的右侧各点到虚线的距离的关系。金属棒静止在导轨上，与导轨始终垂直且接触良好，某时刻开始，金属棒在外力作用下经过区域I运动到区域II，已知在金属棒经过虚线后的运动过程中电阻消耗的电功率不变，金属棒和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒经过、和处时，速度大小之比为1：2：3
B．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，通过电阻的电荷量之比为1：1
C．金属棒在处和处受到的安培力大小之比为1：2
D．在金属棒从虚线运动到虚线的过程和从虚线运动到处的过程中，电阻消耗的电能之比为2：1
6．如图所示，间距为的两根足够长的光滑金属导轨上接有两定值电阻，；一电阻、长度为的导体棒在外力作用下向右做速度为的匀速直线运动。运动过程中导体棒与导轨接触良好，整个装置处于方向垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中、下列选项正确的是（ ）
A．导体棒两端的电势差 B．内通过任意横截面的电荷量为
C．内导体棒上产生的热量为 D．时导体棒的热功率为
7．如图所示，水平方向的匀强磁场宽为b，矩形线框宽度为a，当这一闭合的导体框从磁场上方由静止开始下落，进入磁场时刚好做匀速运动，如果，则当线框的下边刚离开磁场时，线框的运动情况是（ ）
A．匀速运动 B．匀变速运动 C．加速运动 D．减速运动
8．一圆形线圈位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面），以向里为负方向，如图（甲）所示。线圈上顺时针方向为电流的正方向，则当磁场按图（乙）变化时，线圈中的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A用铰链连接长度为、电阻为的导体棒，由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时两端的电压大小为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，边界MN的左侧区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小为B，等腰梯形铜线框HIPQ的HI和PQ边的中点位于MN上，从上往下看线框绕MN顺时针匀速转动，角速度为。已知铜线框粗细均匀，上底长为a，下底长为2a，，从垂直于纸面的方向看，当线框HIPQ与MN重合的瞬间，感应电动势大小为（ ）
A． B． C． D．
11．如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻值是OP金属杆电阻值的一半。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B；现使OM从OS位置以恒定的角速度顺时针转到OQ位置，则该过程中（ ）
A．回路中M点电势高于O点电势
B．回路中电流方向沿
C．MO两点的电压
D．MO两点的电压
12．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当( )
A．减小平行轨道间距 B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 D．增大弹头的质量
13．两相同的“冂”形光滑金属框架竖直放置，框架的一部分处在垂直于纸面向外的矩形匀强磁场中，如图所示。两长度相同粗细不同的铜质金属棒a、b分别从两框架上相同高度处由静止释放，下滑过程中金属棒与框架接触良好，框架电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A．若细金属棒a刚进入磁场时做匀速运动，则粗金属棒b刚进入磁场时一定做加速运动
B．通过磁场过程中，粗金属棒b所用的时间短
C．通过磁场过程中，流过两金属棒的电量一样多
D．通过磁场过程中，粗金属棒b产生的热量多
14．如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i（顺时针方向为正）、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F（竖直向上的方向为正）、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。则
A．金属杆的热功率为
B．电路中感应电动势的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．电路中感应电流的大小为
二、填空题
16．①如图所示，一个质量为M的木板放在光滑的水平地面上，一只质量为m的青蛙静止于木板的右端。青蛙突然一跃而起，脱离木板瞬间的对地速度大小为v，与水平方向成角，青蛙在这个过程中对木板做功为________
②如图所示，在光滑的水平面上有2021个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的（粘在一起），则整个碰撞程中因为碰撞损失的机械能总量为__________
③如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，A的左侧光滑，右侧粗糙。一个质量为M的物块B以速度向右运动，与A发生弹性正碰，碰后A向前滑行而停止。若仅把A的质量变为，其它条件不变，再次让B与A发生弹性碰撞，碰后A向前滑行而停止，已知，则第二次碰撞后，B物体的瞬时速度大小为________
④如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场区域的左侧，一个质量为m的正方形线框由位置I以初速度v沿垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置Ⅱ，当运动到位置Ⅲ时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。不计摩擦力，则线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，线框产生的焦耳热为________
17．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。
（2）导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=___________。
（3）导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向___________，导体棒克服___________做功，把其他形式的能转化为电能。
18．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，上端与一阻值为R=0.2Ω电阻连接。在虚线以下有一足够大匀强磁场，磁感强度B=0.1T，磁场方向垂直于导轨平面。一质量m=0.025kg，电阻r=0.1Ω导体棒水平置于导轨上，离磁场上边界的距离h=0.45m。静止释放导体棒，求：（重力加速度g取10m/s2，导体棒与导轨始终良好接触。）
（1）导体棒进入磁场后电阻R上的电流方向______；（选填“向左”、“向右”）
（2）导体棒刚进入磁场时的速度v1大小和加速度a1大小与方向；______
（3）简要描述金属棒进入磁场后，速度如何变化和加速度变化情况，速度变化情况：______；加速度如何变化：______。
（4）下滑过程中电阻R上的最大功率Pm。______
19．如图所示，把一个用匀质电阻丝围成的线框从一匀强磁场中匀速拉出（线框原来全在磁场中），第一次拉出的速率是v，第二次拉出速率是2v，其它条件不变，则前后两次安培力功率之比是____，通过导线某一横截面的电量之比为____。
三、解答题
20．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度以0.2T/s的变化率增强，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）回路中的感应电动势大小；
（2）回路中电流的大小和方向；
（3）a、b两点间的电势差。
21．如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ，N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为m、阻值也为R的金属杆cd垂直放在导轨上，若已知金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现用沿导轨平面向上的恒定外力F作用在金属杆cd上，使cd由静止开始沿导轨向上运动，求cd的最大加速度和最大速度。
22．如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN和PQ左端接有电阻R，一质量为m、电阻为r的导体棒ab跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨宽度为L，现让ab以初速度v0开始沿导轨向右运动，当速度变为v时，求导体棒走过的位移，以及该过程中电阻R产生的焦耳热。（不计摩擦及导轨电阻）
23．如图所示，间距为L两根平行长直金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的电阻，一根长为L、质量为m、电阻为3R的直导体棒ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。ab由静止释放后沿导轨运动，加速下滑位移大小为s时到达cd位置后开始做匀速运动。ab在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g。求：
（1）ab棒的最大速度vm；
（2）ab在匀速运动过程中的热功率P；
（3）从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．C
3．A
4．C
5．D
6．B
7．D
8．B
9．A
10．A
11．A
12．B
13．D
14．D
15．A
16． 0
17． 夹角为，水平向左 安培力
18． 向左 v=3m/s；a=9m/s2，方向向下 速度逐渐增大 加速度逐渐减小 5W
19． 1：4 1：1
20．（1）4V；（2）逆时针方向；0.4A；（3）2.4V；
21．，方向沿导轨平面向上；
22．；
23．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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