人教版选择性必修二 2.2 单杆与电阻相连专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修二 2.2 单杆与电阻相连专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-06 20:34:03 | ||
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文档简介
人教版选择性必修二第二章单杆与电阻相连专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 如图所示，间距为的形导轨固定在水平面上，垂直导轨向下的匀强磁场磁感应强度为。质量为、电阻为的金属杆沿着粗糙形导轨以初速度开始向右滑行，金属杆与形导轨之间的动摩擦因数为，间电阻为，导轨电阻忽略不计，取重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 通过金属杆电流的方向为由到
B. 开始运动时间电压为
C. 运动的过程中系统产生焦耳热为
D. 开始运动时的加速度大小为
2. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距为，与水平面成角，上端接入阻值为的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为的匀强磁场，质量为的金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒的电阻，则金属棒沿导轨下滑过程中( )
A. 金属棒将一直做加速运动
B. 通过电阻的电流方向为从到
C. 金属棒的最大加速度为
D. 电阻产生的焦耳热等于金属棒减少的重力势能
3. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，有长为的导体棒恰好能架在金属框架上并以的速度向右滑动，导体棒与金属框架始终垂直且接触良好。磁场方向垂直金属框架平面向外，电阻，导体棒的电阻，其他电阻不计。下列说法正确的是
A. 感应电动势的大小为 B. 导体棒上的电流方向从到
C. 电路的总电阻为 D. 通过导体棒的电流是
4. 如图所示，水平地面上固定有足够长的平行粗糙导轨和，导轨间接有电阻，其余部分电阻不计，在矩形区域内有一竖直向下的匀强磁场。一金属棒垂直跨在导轨上，在磁场以速度向右匀速运动过程中，测得金属棒也达到稳定的速度，则
A. 金属棒稳定的速度方向向左，且等于 B. 金属棒稳定的速度方向向左，且小于
C. 金属棒稳定的速度方向向右，且等于 D. 金属棒稳定的速度方向向右，且小于
5. 如图甲所示，光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角，、两端接有阻值为的定值电阻．阻值为的金属棒垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．从时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力，由静止开始沿导轨向上运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过的感应电流随时间变化的图象如图乙所示．下面给出了穿过回路的磁通量、磁通量的变化率和棒两端的电势差随时间变化的图象，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示，、为水平平行金属导轨，左端接有定值电阻，金属棒斜放在两导轨间，与导轨接触良好，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点间的距离为，金属棒与导轨间夹角为，以速度水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则流过金属棒的电流为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨间接有定值电阻，金属棒与两导轨始终保持垂直，并接触良好且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中。棒从静止开始运动至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒的电流方向向左 B. 棒受到的安培力方向向下
C. 棒重力势能的减少量等于其动能的增加量 D. 棒机械能的减少量等于电路中产生的热量
8. 在甲、乙二图中，除导体棒可动外，其余部分均固定不动，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面即纸面向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒一个向右的初速度，在甲、乙两种情形下导体棒的最终运动状态是( )
A. 二种情形下导体棒最终均做匀速运动
B. 甲中，棒最终做匀速运动；乙中，棒最终静止
C. 甲中，棒最终静止；乙中，棒最终做匀速运动
D. 二种情形下导体棒最终均静止
9. 如图所示，固定在同一绝缘水平面内的两平行长直金属导轨，间距为，其左侧用导线接有两个阻值均为的电阻，整个装置处在磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场中。一质量为的金属杆垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为，杆与导轨之间的动摩擦因数为。对杆施加方向水平向右、大小为的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度大小。则当杆的速度大小为时( )
A. 杆的加速度大小为 B. 通过杆的电流大小为，方向从到
C. 杆两端的电压为 D. 杆产生的电功率为
10. 如图所示，间距为的足够长的水平光滑导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为的电阻，一质量为、电阻也为的导体棒垂直导轨放置，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右做减速运动，当导体棒到电阻的距离为时记，通过导体棒的电流为，此后匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒做匀速直线运动，则磁感应强度大小随时间变化的关系为( )
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根长度为、电阻的导体棒放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求：
导体棒产生的感应电动势
通过导体棒的电流，并说明通过导体棒的电流方向
导体棒两端的电压大小，并指出哪端电势高。
12. 电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。某同学借助如下模型讨论电磁阻尼作用：如图，足够长的型光滑金属导轨平面与水平面成角，其中与平行且间距为，导轨平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒质量为，接入电路部分的电阻为，与两导轨始终保持垂直且良好接触。金属棒由静止开始沿导轨下滑，到棒速度刚达到最大过程中，流过棒某一横截面的电量为，重力加速度。求：
金属棒达到的最大速度
金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生的焦耳热。
平行金属导轨竖直固定放置，顶端接一阻值为的电阻，平行边界和相距，内有磁感应强度为的匀强磁场，一质量为的导体棒从边界处由静止释放，到边界时，加速度恰好为零，已知平行金属导轨宽为，重力加速度为，导体棒始终与导轨保持良好接触，不计导体棒和导轨电阻求：
导体棒到边界时速度的大小；
导体棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量；
导体棒穿过磁场所用的时间．
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.由右手定则可知，通过金属杆电流的方向为由到，A错误；
B.当金属杆以速度运动时，由导体棒切割磁感线产生的感应电动势为：，而间电压为路端电压，故其小于，B错误；
C.由于该过程摩擦力对棒做负功产生摩擦热，由动能定理：，故可得运动的过程中系统产生焦耳热小于，C错误；
D.对棒受力分析，由牛顿第二定律可得：，，，联立解得开始运动时的加速度大小为：，D正确。
本题主要考查电磁感应现象的综合应用，知道在电磁感应现象中，安培力的作用是阻碍相对运动；知道该过程由摩擦力做功是解题的关键，难度一般。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁感应问题。
金属棒先做加速运动，当时，速度达到最大，后做匀速运动；根据右手定则，判断电流方向；当金属棒速度等于零时，加速度最大；根据能量守恒解答。
【解答】
A. 金属棒先做加速运动，速度逐渐增大，，随速度的增大而减小，当时，速度达到最大，后做匀速运动，故A错误；
B. 根据右手定则，通过电阻的电流方向为从到，故B错误；
C. 金属棒速度等于零时，加速度最大，根据牛顿第二定律，解得，故C正确；
D. 根据能量守恒定律，电阻产生的焦耳热等于金属棒减少的机械能，故D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据求解感应电动势，根据电路结构求解电路总电阻，根据闭合电路欧姆定律得出电流大小，根据右手定则得出棒上的电流方向。
本题考查切割时的感应电动势和感应电流，基础题目。
【解答】
A.感应电动势，故A错误；
B.根据右手定则知导体棒上的电流方向从到，故B错误。
C.电路的总电阻，故C错误；
D.通过的电流，故D正确；
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电磁感应的动力学问题，在分析判断金属棒所受安培力方向时，可以根据楞次定律的阻碍作用判断，要更简便快捷。
【解答】
当磁场以速度向右运动时，金属棒切割磁感线产生感应电流，金属棒受到向右的安培力，安培力大于摩擦力，金属棒向右加速运动，随着金属棒速度的增大，安培力逐渐减小，当它等于摩擦力时，金属棒也做匀速运动。此时，满足，故金属棒匀速运动的速度小于磁场移动的速度，故D正确，ABC错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知，回路中的感应电流与时间成正比，说明感应电动势也是随时间均匀增大的，各个图象的物理意义，结合产生感应电流的特点即可正确求解
本题考查了电磁感应的图像物体，能列出表达式是解题的关键。
【解答】
B.由题图乙得感应电流，，选项正确；
A.，选项错误；
，、选项错误
故选B
6.【答案】
【解析】
【分析】
当金属棒以速度水平向右匀速运动，金属棒切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长
度为，求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出电流。
本题考查导体棒切割磁感线的计算，容易产生的错误是认为金属棒的切割长度为，感应电动势为
【解答】
金属棒以速度水平向右匀速运动，切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，金属棒的有效切割长度为，产生的感应电动势，通过金属棒的电流，选项A、、D错误，C正确。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断通过金属棒中的电流方向，由左手定则分析棒受到的安培力方向，根据功能关系确定能量的变化关系。
本题考查导体棒在磁场中的运动以及能量关系，要注意运用功能关系分析实际问题，关键要正确分析能量是如何转化的，要知道棒克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热。
【解答】
A、磁场向里，导体棒向下运动，由右手定则判断知通过金属棒的电流方向向右，故A错误；
B、通过棒的电流方向向右，由左手定则知棒受到的安培力方向向上，故B错误；
C、根据功能关系知，棒重力势能减小，转化为棒的动能和电路中产生的热量，故重力势能的减小量大于动能的增加量，故C错误；
D、在棒下落过程中，除重力外只有安培力做功，故机械能的减小量等于电路中产生的热量，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况．
【解答】
图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻转化为内能，棒速度减小，当棒的动能全部转化为内能时，棒静止；图乙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，棒向左做匀速运动．故选C．
9.【答案】
【解析】
【分析】
对杆受力分析列出牛顿第二定律方程，并结合安培力公式和闭合电路欧姆定律求解出加速度及电流大小，再结合电路结构分析选项CD。
本题是金属杆切割磁感线产生的电磁感应现象及电路问题的综合题目，常规题目。
【解答】
对杆受力分析可知，，其中，，，解得：，，故AB错误；
C.两端的电压为，故C正确；
D.根据得出上产生的电功率为，故D错误；
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查导体棒切割磁感线的问题。根据计算，导体棒到电阻的距离为时导体棒的速度，再根据导体棒做匀速直线运动分析磁通量，再分析磁感应强度。
【解答】
当导体棒到电阻的距离为时记，通过导体棒的电流为，设此时棒的速度为，则有，所以，此后导体棒做匀速直线运动，则闭合回路的磁通量不再变化，所以可得，故B正确，ACD错误。
11.【答案】解：导体棒运动产生的感应电动势为：；
根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从向
通过导体棒的电流：；
导体棒两端的电压：
根据右手定则可知端电势高。
答：导体棒产生的感应电动势为；
通过导体棒的电流为，通过导体棒的电流方向从向；
导体棒两端的电压大小为，端电势高。
【解析】根据计算导体棒产生的感应电动势；
根据右手定则判断电流方向，根据闭合电路的欧姆定律求解通过导体棒的电流；
根据欧姆定律计算导体棒两端的电压，根据右手定则判断电势的高低。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律列方程求解。
12.【答案】解：金属棒受到的安培力为：，
金属棒匀速运动时速度最大，由平衡条件得：
解得最大速度：
设全过程下滑位移为，根据电荷量的计算公式可得：
解得：
设产生的总的热量为，由能量守恒定律得：
解得：
答：金属棒达到的最大速度为；
金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生的焦耳热为。
【解析】金属棒匀速运动时速度最大，由安培力公式与平衡条件可以求出最大速度；
根据电荷量的计算公式求解位移，根据动能定理结合能量关系求焦耳热。
本题考查了电磁感应现象中的求速度、位移与焦耳热问题，分析清楚金属棒的运动过程，应用、安培力公式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒定律即可正确解题。
13.【答案】解：设匀速直线运动时速度为
电动势
回路电流
刚出磁场时导体棒的加速度为零
联立解得
设穿过磁场时间为
平均电流
平均电动势
通过电阻的电荷量
联立解得
导体棒从到，设定向下为正，由动量定理知道
解得
【解析】导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由安培力公式及平衡条件可以求出棒离开边界时的速度。
根据电磁感应中电荷量的推论公式求通过电阻的电荷量。
由动量定理求导体棒穿过磁场所用的时间。
本题考查了法拉第电磁感应定律和电路知识综合运用，要掌握电磁感应中电荷量的推论公式，要注意求磁通量变化量时应该用有效面积，由动量定理求导体棒穿过磁场所用的时间。
第1页，共1页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 如图所示，间距为的形导轨固定在水平面上，垂直导轨向下的匀强磁场磁感应强度为。质量为、电阻为的金属杆沿着粗糙形导轨以初速度开始向右滑行，金属杆与形导轨之间的动摩擦因数为，间电阻为，导轨电阻忽略不计，取重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 通过金属杆电流的方向为由到
B. 开始运动时间电压为
C. 运动的过程中系统产生焦耳热为
D. 开始运动时的加速度大小为
2. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距为，与水平面成角，上端接入阻值为的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为的匀强磁场，质量为的金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒的电阻，则金属棒沿导轨下滑过程中( )
A. 金属棒将一直做加速运动
B. 通过电阻的电流方向为从到
C. 金属棒的最大加速度为
D. 电阻产生的焦耳热等于金属棒减少的重力势能
3. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，有长为的导体棒恰好能架在金属框架上并以的速度向右滑动，导体棒与金属框架始终垂直且接触良好。磁场方向垂直金属框架平面向外，电阻，导体棒的电阻，其他电阻不计。下列说法正确的是
A. 感应电动势的大小为 B. 导体棒上的电流方向从到
C. 电路的总电阻为 D. 通过导体棒的电流是
4. 如图所示，水平地面上固定有足够长的平行粗糙导轨和，导轨间接有电阻，其余部分电阻不计，在矩形区域内有一竖直向下的匀强磁场。一金属棒垂直跨在导轨上，在磁场以速度向右匀速运动过程中，测得金属棒也达到稳定的速度，则
A. 金属棒稳定的速度方向向左，且等于 B. 金属棒稳定的速度方向向左，且小于
C. 金属棒稳定的速度方向向右，且等于 D. 金属棒稳定的速度方向向右，且小于
5. 如图甲所示，光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角，、两端接有阻值为的定值电阻．阻值为的金属棒垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．从时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力，由静止开始沿导轨向上运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过的感应电流随时间变化的图象如图乙所示．下面给出了穿过回路的磁通量、磁通量的变化率和棒两端的电势差随时间变化的图象，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示，、为水平平行金属导轨，左端接有定值电阻，金属棒斜放在两导轨间，与导轨接触良好，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点间的距离为，金属棒与导轨间夹角为，以速度水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则流过金属棒的电流为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨间接有定值电阻，金属棒与两导轨始终保持垂直，并接触良好且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中。棒从静止开始运动至达到最大速度的过程中，下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒的电流方向向左 B. 棒受到的安培力方向向下
C. 棒重力势能的减少量等于其动能的增加量 D. 棒机械能的减少量等于电路中产生的热量
8. 在甲、乙二图中，除导体棒可动外，其余部分均固定不动，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面即纸面向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒一个向右的初速度，在甲、乙两种情形下导体棒的最终运动状态是( )
A. 二种情形下导体棒最终均做匀速运动
B. 甲中，棒最终做匀速运动；乙中，棒最终静止
C. 甲中，棒最终静止；乙中，棒最终做匀速运动
D. 二种情形下导体棒最终均静止
9. 如图所示，固定在同一绝缘水平面内的两平行长直金属导轨，间距为，其左侧用导线接有两个阻值均为的电阻，整个装置处在磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场中。一质量为的金属杆垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为，杆与导轨之间的动摩擦因数为。对杆施加方向水平向右、大小为的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度大小。则当杆的速度大小为时( )
A. 杆的加速度大小为 B. 通过杆的电流大小为，方向从到
C. 杆两端的电压为 D. 杆产生的电功率为
10. 如图所示，间距为的足够长的水平光滑导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为的电阻，一质量为、电阻也为的导体棒垂直导轨放置，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右做减速运动，当导体棒到电阻的距离为时记，通过导体棒的电流为，此后匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒做匀速直线运动，则磁感应强度大小随时间变化的关系为( )
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根长度为、电阻的导体棒放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求：
导体棒产生的感应电动势
通过导体棒的电流，并说明通过导体棒的电流方向
导体棒两端的电压大小，并指出哪端电势高。
12. 电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。某同学借助如下模型讨论电磁阻尼作用：如图，足够长的型光滑金属导轨平面与水平面成角，其中与平行且间距为，导轨平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒质量为，接入电路部分的电阻为，与两导轨始终保持垂直且良好接触。金属棒由静止开始沿导轨下滑，到棒速度刚达到最大过程中，流过棒某一横截面的电量为，重力加速度。求：
金属棒达到的最大速度
金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生的焦耳热。
平行金属导轨竖直固定放置，顶端接一阻值为的电阻，平行边界和相距，内有磁感应强度为的匀强磁场，一质量为的导体棒从边界处由静止释放，到边界时，加速度恰好为零，已知平行金属导轨宽为，重力加速度为，导体棒始终与导轨保持良好接触，不计导体棒和导轨电阻求：
导体棒到边界时速度的大小；
导体棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量；
导体棒穿过磁场所用的时间．
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.由右手定则可知，通过金属杆电流的方向为由到，A错误；
B.当金属杆以速度运动时，由导体棒切割磁感线产生的感应电动势为：，而间电压为路端电压，故其小于，B错误；
C.由于该过程摩擦力对棒做负功产生摩擦热，由动能定理：，故可得运动的过程中系统产生焦耳热小于，C错误；
D.对棒受力分析，由牛顿第二定律可得：，，，联立解得开始运动时的加速度大小为：，D正确。
本题主要考查电磁感应现象的综合应用，知道在电磁感应现象中，安培力的作用是阻碍相对运动；知道该过程由摩擦力做功是解题的关键，难度一般。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查电磁感应问题。
金属棒先做加速运动，当时，速度达到最大，后做匀速运动；根据右手定则，判断电流方向；当金属棒速度等于零时，加速度最大；根据能量守恒解答。
【解答】
A. 金属棒先做加速运动，速度逐渐增大，，随速度的增大而减小，当时，速度达到最大，后做匀速运动，故A错误；
B. 根据右手定则，通过电阻的电流方向为从到，故B错误；
C. 金属棒速度等于零时，加速度最大，根据牛顿第二定律，解得，故C正确；
D. 根据能量守恒定律，电阻产生的焦耳热等于金属棒减少的机械能，故D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据求解感应电动势，根据电路结构求解电路总电阻，根据闭合电路欧姆定律得出电流大小，根据右手定则得出棒上的电流方向。
本题考查切割时的感应电动势和感应电流，基础题目。
【解答】
A.感应电动势，故A错误；
B.根据右手定则知导体棒上的电流方向从到，故B错误。
C.电路的总电阻，故C错误；
D.通过的电流，故D正确；
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电磁感应的动力学问题，在分析判断金属棒所受安培力方向时，可以根据楞次定律的阻碍作用判断，要更简便快捷。
【解答】
当磁场以速度向右运动时，金属棒切割磁感线产生感应电流，金属棒受到向右的安培力，安培力大于摩擦力，金属棒向右加速运动，随着金属棒速度的增大，安培力逐渐减小，当它等于摩擦力时，金属棒也做匀速运动。此时，满足，故金属棒匀速运动的速度小于磁场移动的速度，故D正确，ABC错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知，回路中的感应电流与时间成正比，说明感应电动势也是随时间均匀增大的，各个图象的物理意义，结合产生感应电流的特点即可正确求解
本题考查了电磁感应的图像物体，能列出表达式是解题的关键。
【解答】
B.由题图乙得感应电流，，选项正确；
A.，选项错误；
，、选项错误
故选B
6.【答案】
【解析】
【分析】
当金属棒以速度水平向右匀速运动，金属棒切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，金属棒有效的切割长
度为，求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求出电流。
本题考查导体棒切割磁感线的计算，容易产生的错误是认为金属棒的切割长度为，感应电动势为
【解答】
金属棒以速度水平向右匀速运动，切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，金属棒的有效切割长度为，产生的感应电动势，通过金属棒的电流，选项A、、D错误，C正确。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断通过金属棒中的电流方向，由左手定则分析棒受到的安培力方向，根据功能关系确定能量的变化关系。
本题考查导体棒在磁场中的运动以及能量关系，要注意运用功能关系分析实际问题，关键要正确分析能量是如何转化的，要知道棒克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热。
【解答】
A、磁场向里，导体棒向下运动，由右手定则判断知通过金属棒的电流方向向右，故A错误；
B、通过棒的电流方向向右，由左手定则知棒受到的安培力方向向上，故B错误；
C、根据功能关系知，棒重力势能减小，转化为棒的动能和电路中产生的热量，故重力势能的减小量大于动能的增加量，故C错误；
D、在棒下落过程中，除重力外只有安培力做功，故机械能的减小量等于电路中产生的热量，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况．
【解答】
图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻转化为内能，棒速度减小，当棒的动能全部转化为内能时，棒静止；图乙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，棒向左做匀速运动．故选C．
9.【答案】
【解析】
【分析】
对杆受力分析列出牛顿第二定律方程，并结合安培力公式和闭合电路欧姆定律求解出加速度及电流大小，再结合电路结构分析选项CD。
本题是金属杆切割磁感线产生的电磁感应现象及电路问题的综合题目，常规题目。
【解答】
对杆受力分析可知，，其中，，，解得：，，故AB错误；
C.两端的电压为，故C正确；
D.根据得出上产生的电功率为，故D错误；
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查导体棒切割磁感线的问题。根据计算，导体棒到电阻的距离为时导体棒的速度，再根据导体棒做匀速直线运动分析磁通量，再分析磁感应强度。
【解答】
当导体棒到电阻的距离为时记，通过导体棒的电流为，设此时棒的速度为，则有，所以，此后导体棒做匀速直线运动，则闭合回路的磁通量不再变化，所以可得，故B正确，ACD错误。
11.【答案】解：导体棒运动产生的感应电动势为：；
根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从向
通过导体棒的电流：；
导体棒两端的电压：
根据右手定则可知端电势高。
答：导体棒产生的感应电动势为；
通过导体棒的电流为，通过导体棒的电流方向从向；
导体棒两端的电压大小为，端电势高。
【解析】根据计算导体棒产生的感应电动势；
根据右手定则判断电流方向，根据闭合电路的欧姆定律求解通过导体棒的电流；
根据欧姆定律计算导体棒两端的电压，根据右手定则判断电势的高低。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律列方程求解。
12.【答案】解：金属棒受到的安培力为：，
金属棒匀速运动时速度最大，由平衡条件得：
解得最大速度：
设全过程下滑位移为，根据电荷量的计算公式可得：
解得：
设产生的总的热量为，由能量守恒定律得：
解得：
答：金属棒达到的最大速度为；
金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生的焦耳热为。
【解析】金属棒匀速运动时速度最大，由安培力公式与平衡条件可以求出最大速度；
根据电荷量的计算公式求解位移，根据动能定理结合能量关系求焦耳热。
本题考查了电磁感应现象中的求速度、位移与焦耳热问题，分析清楚金属棒的运动过程，应用、安培力公式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒定律即可正确解题。
13.【答案】解：设匀速直线运动时速度为
电动势
回路电流
刚出磁场时导体棒的加速度为零
联立解得
设穿过磁场时间为
平均电流
平均电动势
通过电阻的电荷量
联立解得
导体棒从到，设定向下为正，由动量定理知道
解得
【解析】导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由安培力公式及平衡条件可以求出棒离开边界时的速度。
根据电磁感应中电荷量的推论公式求通过电阻的电荷量。
由动量定理求导体棒穿过磁场所用的时间。
本题考查了法拉第电磁感应定律和电路知识综合运用，要掌握电磁感应中电荷量的推论公式，要注意求磁通量变化量时应该用有效面积，由动量定理求导体棒穿过磁场所用的时间。
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