第四章 电磁感应 章末测试卷一(答案解析)—人教版高中物理选修3-2同步练习word版含答案

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名称 第四章 电磁感应 章末测试卷一(答案解析)—人教版高中物理选修3-2同步练习word版含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-06-13 21:14:59

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人教版物理选修3-2第四章 电磁感应 章末测试卷一
一、单选题(共30分)
1.(本题3分)在图中,标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受磁场力F的方向,其中正确的是(  )
A. B. C. D.
46672507791452.(本题3分)纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线(如图所示)。虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场。AB右侧有圆线圈C,为了使C中产生顺时针方向的感应电流,紧贴导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是(  )
A.向右匀速运动
B.向左匀速运动
C.向右加速运动
D.向右减速运动
58934356718303.(本题3分)如图所示,一矩形线框置于匀强磁场中,右边dc与磁场边界重合,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框面积不变,在时间t内将磁感应强度均匀地增大到原来的两倍;接着,保持磁场大小和方向不变,在时间t内将线框沿垂直于磁场方向向右匀速拉出磁场.前后两个过程中,线框中产生的焦耳热的之比是(  )
A.false B.false C.false D.false
4.(本题3分)如图所示,A和B是电阻为R的电灯,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中,正确的是( )
462788020955A.B灯逐渐熄灭
B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d
D.有电流通过A灯,方向为b→a
49326808020055.(本题3分)材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,如图所示,匀强磁场方向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系是false,则( )
A.ab运动速度最大
B.ef运动速度最大
C.三根导线每秒产生的热量不同
D.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的感应电动势相同
6.(本题3分)如图所示为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直于纸面向里时的磁通量Φ为正值,外力F向右为正.则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律的图像错误的是( )
462915083820 A. B.
C. D.
7.(本题3分)如图,光滑固定的金属导轨PQ、MN在同一斜面内,两导轨相距L,与水平面成θ角,导轨上端P、M间接有阻值为R的电阻,导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上的磁场B,现有一导体棒ab,置于导轨上,其阻值为r,现给ab一平行于导轨向上的初速度v,ab沿导轨上升后又沿导轨滑下,回到初始位置时速度为v1,不计导轨电阻,则在ab从初位置出发到又回到初位置的过程中,下列说法正确的是( )
473202045085A.上升过程与下降过程通过电阻的电荷量相等
B.在整个过程中ab间的电势差的最大值为BLv
C.v与v1的关系为v = v1
D.在整个过程中克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
8.(本题3分)如图所示,两根等高光滑的 1/4 圆弧轨道,半径为 r、间距为 L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻 值为 R 的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为 B,现有一根长度稍大于 L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置 cd 开始,在拉力作用下以初速度 v0 向右沿轨道做匀速圆周运动至 ab 处, 则该过程中( )
414337568580A.通过 R 的电流方向为由 a→R→b
B.通过 R 的电流方向为由 b→R→a
C.R 上产生的热量为false
D.流过 R 的电量为false
35242506667509.(本题3分)匝数n=100匝的圆形金属线圈的电阻R=2 Ω,线圈与R1=2 Ω的电阻连成闭合回路,其简化电路如图甲所示,A、B为线圈两端点。线圈的半径r1=15 cm,在线圈中半径r2=10 cm的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。则下列说法正确的是(  )
A.A点电势比B点电势低
B.线圈中产生的感应电动势为4.5π V
C.R1两端电压为π V
D.0~2 s内通过R1的电荷量为1.125π C
10.(本题3分)如图所示,在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,不计摩擦.在竖直方向上有匀强磁场,则(  )
4448175129540A.若磁场方向竖直向上并增大时,杆ab将向右移动
B.若磁场方向竖直向下并增大时,杆ab将向右移动
C.若磁场方向竖直向上并减小时,杆ab将向右移动
D.若磁场方向竖直向下并减小时,杆ab将向左移动
二、多选题(共16分)
481965057912011.(本题4分)如图所示,在水平平行金属导轨之间存在一匀强磁场,导轨电阻不计,导轨上放两根导线ab和cd,导轨跟大线圈A相连,A内有一小闭合线圈B,磁感线垂直导轨所在的平面向上(俯视).小线圈B中能产生感应电流,且使得ab和cd之间的距离减小,下列叙述正确的是( )
A.导线ab加速向右运动,B中产生逆时针方向的电流,cd所受安培力水平向右
B.导线ab匀速向左运动,B中产生顺时针方向的电流,cd所受安培力水平向左
C.导线cd匀速向右运动,B中不产生感应电流,ab不受安培力
D.导线cd加速向左运动,B中产生顺时针方向的电流,ab所受安培力水平向左
12.(本题4分)如图,在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上(图中未画出),磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态.现若从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不会触地),g表示重力加速度,其他电阻不计,则( )
3771900156210A.电阻R中的感应电流方向由a到c
B.物块下落的最大加速度为g
C.若h足够大,物块下落的最大速度为false
D.通过电阻R的电荷量为false
13.(本题4分)一个金属直角拐尺ABC,处于一个与拐尺平面垂直的、足够大的匀强磁场中,第一次,拐尺以A点为轴在纸面内沿顺时针方向以角速度ω匀速转动;第二次,拐尺以C点为轴在纸面内沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。两次转动中,关于AB段产生的感应电动势,下列说法正确的是( )
528701031750A.第一次产生的电动势小于第二次产生的电动势
B.第一次产生的电动势等于第二次产生的电动势
C.第一次转动时,A点电势高于B点电势
D.第二次转动时,A点电势高于B点电势
14.(本题4分)如图,在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态.现若从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不会触地),g表示重力加速度,其他电阻不计,则(  )
A.电阻R中的感应电流方向由a到c
360045028575B.物体下落的最大加速度为false
C.若h足够大,物体下落的最大速度为false
D.通过电阻R的电量为false
三、实验题(共10分)
15.(本题10分)如图甲所示,质量m=0.5kg、电阻r=1 Ω的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平固定导轨滑行,导轨足够长,两导轨间宽度L=1m,导轨电阻不计,电阻R1=R2=2 Ω,装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T.杆从x轴原点O以水平初速度向右滑行,直到停止.已知杆在整个运动过程中v随位移x变化的关系如图乙所示.求:
406717536195(1)杆的整个运动过程中,电阻R1上产生的热量;
(2)当电阻R1产生的热量达到2J时,杆此时的加速度大小;
(3)杆在整个运动过程中,通过电阻R1的电量.
四、解答题(共44分)
16.(本题12分)如图所示,半径为r的false圆弧金属导轨P1P2和Q1Q2位于竖直平面内,它们分别与位于水平面内的金属导轨P2P3和Q2Q3相切于P2、Q2两点,导轨P1P2P3和Q1Q2Q3间距为L,上端P1、Q1用阻值为R的电阻连接,整个装置固定,导轨所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一质量为m的4609465528320金属杆MN从导轨上端P1Q1处由静止释放,滑至圆弧导轨最低端P2Q2处的速度为v0,然后在水平导轨上运动直至停止.运动过程中杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,不计导轨和杆MN的电阻,不计一切摩擦.
(1)求杆MN从开始运动到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(2)求杆MN从开始运动到停止的过程中,通过电阻R上的电荷量;
(3)设杆MN停止的位置到P2Q2的距离为s(未知),求杆MN运动到距P2Q2的距离为ns(0<n<1)时,电阻R上的热功率.
472376560007517.(本题10分)如图所示,宽度为L的平行金属导轨水平放置,一端连接阻值为R的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.将质量为false,电阻为false的导体棒false放在导轨上,与导轨接触良好,其长度恰好等于导轨间距,导轨的电阻忽略不计,导轨足够长.在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒从静止开始沿导轨向右运动.当导体棒速度为false时:
(1)求导体棒产生的感应电动势E;
(2)求电路中的感应电流I及导体棒两端的电压U;
(3)若已知此过程中导体棒产生的电热为false,因摩擦生热为false,求拉力F做的功W.
18.(本题10分)如图,相距L的光滑金属导轨,半径为R的1/4圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面,MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场.金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好,cd静止在磁场中,ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与cd没有接触.已知ab的质量为m、电阻为r,cd的质量为3m、电阻为r.金属导轨电阻不计,重力加速度为g.
(1)求:ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小
(2)若cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半,求:cd离开磁场瞬间,ab受到的安培力大小
457200022860
438150083185019.(本题12分)如图,两平行金属导轨间的距离 L=0.4 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在空间内,分布着磁感应强度 B=0.5 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势 E=6.0 V、内阻 r=0.5Ω的直流电源.现把一个质量 m=0.05 kg 的导体棒 ab垂直放在金属导轨上,导体棒静止.导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取 10 m/s2.已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)通过导体棒的电流大小;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力大小.
参考答案 答案含解析
1.A
【详解】
A.根据左手定则:伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向里穿过手心,则手心朝外。四指指向电流方向:向右,拇指指向安培力方向:向上。故A正确;
B.通电导线与磁场平行,不受安培力,故B错误;
C.根据左手定则:伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向左穿过手心,则手心朝右。四指指向电流方向:向外,拇指指向安培力方向:向下。故C错误;
D.根据左手定则,磁感线穿过手心,则掌心向下,四与电流方向相同,向右,拇指垂直纸面向外,故D错误。
故选A。
2.C
【详解】
AB.导线MN匀速向右或向左运动时,导线MN产生的感应电动势和感应电流恒定不变,AB产生的磁场恒定不变,穿过线圈C中的磁通量不变,没有感应电流产生.故AB错误.
C.导线MN加速向右运动时,导线MN中产生的感应电动势和感应电流都增大,由右手定则判断出来MN中感应电流方向由N→M,根据安培定则判断可知:AB在C处产生的磁场方向:垂直纸面向外,穿过C磁通量增大,由楞次定律判断得知:线圈C产生顺时针方向的感应电流.故C正确.
D.同理导线MN减速向右运动时,由楞次定律判断得知:线圈M产生逆时针方向的感应电流,故D错误.
故选C.
3.B
【详解】
设线框的面积为S,电阻为R,原来磁感应强度为B.当保持线框面积不变,将磁感应强度在时间t内均匀地增大到原来的两倍,根据法拉第电磁感应定律得到:线框中产生的感应电动势false ,线框中产生的焦耳热false ;当保持增大后的磁感应强度不变,在相同的时间t内,将线框沿垂直于磁场的方向水平向右匀速拉出时,线框中产生的感应电动势为false ,线框中产生的焦耳热false 所以先后两个过程中,线框中产生的焦耳热的比值Q1:Q2=1:4.
A.false与计算结果不符;A错误.
B.false与计算结果符合;B正确.
C.false与计算结果不符;C错误.
D.false与计算结果不符.D错误.
4.D
【分析】
考查断电自感。
【详解】
A.电路稳定后将S1断开,线圈L通过开关S2与灯泡A构成回路,灯泡B无自感电流通过,灯泡B直接熄灭,A错误;
B.断开前AB亮度相同,则线圈电阻阻值与电阻R阻值相同,通过线圈的电流与通过灯泡A的电流相同,将S1断开,灯泡A中电流变成通过线圈电流,大小没有变,所以不会比原来更亮,B错误;
C.电路稳定后将S1断开,线圈L通过开关S2与灯泡A构成回路,灯泡B无自感电流通过,C错误;
D.有电流通过A灯,方向为b→a,D正确。
故选D。
5.B
【详解】
AB.三根导线长度不同,故它们连入电路的阻值不同,有false.但它们切割磁感线的有效长度false相同,根据false,false,false可得,false,所以三根导线的速度关系为false,A错误,B正确.
C.导线一直在外力作用下做匀速运动,则运动过程中外力做功全部转化为内能,则三根导线每秒产生的热量相同,故C错误.
D.由AB分析分析知false,根据false,可知三者产生的电动势不同,D错误.
6.C
【详解】
A.在false时间内,磁通量开始均匀增加,当全部进入左侧磁场时达最大,且为负值;在false时间内,向里的磁通量增加,总磁通量均匀减小;当false时,磁通量最小,为零,在false时间内,磁通量向里,为正值,且均匀增大;在false时间内,磁通量均匀减小至零;在false时间内,磁通量均匀增大,且方向向外,为负值;在false时间内,磁通量均匀减小至零,且为负值,故选项A正确;
B. 在false时间内,右边切割磁感线,由false可知false保持不变,由右手定则知感应电动势沿顺时针方向,为负值;在false时间内,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为false,感应电动势沿逆时针方向,为正值;在false时间内,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为false,感应电动势沿顺时针方向,为负值;在false时间内,左边切割磁感线,感应电动势为false,感应电动势沿逆时针方向,为正值,故选项B正确;
C.由楞次定律可知安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故选项C错误;
D. 在false时间内,false,可知外力false安false,false;在false时间内,false,左、右两边均受安培力,故false安false,false;在false时间内,false,左、右两边均受安培力,故false安false,false;在false时间内,外力false,false,故选项D正确.
7.A
【解析】
【详解】
A. 根据false 得:false .上升过程与下降过程磁通量的变化量大小相等,则知通过电阻的电荷量相等,故A正确;
B. 出发时ab的速度最大,产生的感应电动势最大,为E=BLv,故ab间的电势差的最大值为false ,故B错误;
C. 由于导体棒要克服安培力做功,机械能不断减少,故v>v1,故C错误;
D. 在整个过程中克服安培力所做的功等于整个回路(R+r)产生的焦耳热,故D错误。
8.B
【详解】
金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处的过程中,穿过回路的磁通量减小,根据楞次定律判断得知通过R的电流方向为由b→R→a,故A错误,B正确;金属棒做匀速圆周运动,回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为Em=BLv0,有效值false,经过的时间为:false,根据焦耳定律有:false,故C错误;通过R的电量由公式:false,故D错误.
9.C
【解析】
【详解】
A、根据楞次定律可知,线圈中的磁通量均匀增大,感应电流沿逆时针方向,因此A点电势比B点电势高,选项A错误;
B、根据法拉第电磁感应定律有E=n?ΔBΔt?S=100×42×π×0.12V=2πV,选项B错误;
C、回路中的电流I=ER1+R=2π2+2A=π2A,R1两端的电压为U1=IR1=π2×2V=πV,选项C正确;
D、0~2 s 内通过R1的电荷量为q=It=π2×2C=πC,选项D错误。
10.C
【解析】
【详解】
A. 若磁场方向竖直向上并增大时,由楞次定律得到ab中感应电流方向:a→b,根据左手定则,ab受到的安培力向左,则ab向左移动。故A错误;
B. 若磁场方向竖直向下并增大时,由楞次定律得到ab中感应电流方向:b→a,根据左手定则,ab受到的安培力向左,则ab向左移动。故B错误;
C. 若磁场方向竖直向上并减小时,由楞次定律得到ab中感应电流方向:b→a,根据左手定则,ab受到的安培力向右,则ab向右移动。故C正确;
D. 若磁场方向竖直向下并减小时,由楞次定律得到ab中感应电流方向:a→b,根据左手定则,ab受到的安培力向右,则ab向右移动。故D错误。
故选:C.
11.AD
【详解】
A.导线ab向右加速运动,导线ab相当于电源,cd中有向上的电流,由左手定则可知,cd所受安培力水平向右,A线圈中有顺时针方向的电流,由于开始时ab的速度大于cd的速度,所以cd与ab间距离减小,由于ab切割磁感线产生感应电动势,导线ab向右加速运动,A线圈中有增大的电流,根据楞次定律可知B线圈中产生逆时针方向的电流,故A正确;
B.导线ab匀速向左运动,导线ab相当于电源,cd中有向下的电流,由左手定则可知,cd所受安培力水平向左,cd向左加速运动,由于开始时ab的速度大于cd的速度,所以cd与ab间距离增大,由于开始时A线圈中有逆时针方向的电流,由于cd切割磁感线产生感应电动势,所以A线圈中的电流增大,根据楞次定律可知B线圈中产生顺时针方向的电流,故B错误;
C.导线cd匀速向右运动,导线cd相当于电源,ab中有向上的电流,由左手定则可知,ab所受安培力水平向右,ab向右加速运动,由于开始时cd的速度大于ab的速度,所以cd与ab间距离增大,由于A线圈中有顺时针方向的电流,由于ab切割磁感线产生感应电动势,所以A线圈中的电流增大,根据楞次定律可知B线圈中产生逆时针方向的电流,故C错误;
D.导线cd加速向左运动,导线cd相当于电源,ab中有向下的电流,由左手定则可知,ab所受安培力水平向左,ab向左加速运动,由于开始时cd的速度大于ab的速度,所以cd与ab间距离减小,由于A线圈中有逆时针方向的电流,且cd做加速运动,所以A线圈中的电流增大,根据楞次定律可知B线圈中产生顺时针方向的电流,故D正确。
12.CD
【详解】
A.题中导体棒向右运动切割磁感线,由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应电流,则电阻R中的电流方向由c到a,A错误;
B.对导体棒应用牛顿第二定律有FT-F安=ma,又false,再对物块应用牛顿第二定律有mg-FT=ma,则联立可得:a=false,则物块下落的最大加速度am=false,B错误;
C.当a=0时,速度最大为vm=false,C正确;
D.下落h的过程,回路中的面积变化量ΔS=lh,则通过电阻R的电荷量q=false,D正确.
13.BD
【详解】
AB.设AB长度为a,BC长度为b,则第-一次以A为轴转动时,AB段产生的电动势大小为false;第二次以C为轴转动时,AB段产生的电动势等于AC段电动势减去BC段电动势,即false,所以两次产生的电动势大小相等,A错误,B正确;
C.由右手定则可判断出,第一次转动时,A点电势低于B点电势,C错误;
D.由右手定则可判断出,第二次转动时,A点电势高于B点电势,D正确。
14.BCD
【解析】
【详解】
从静止开始释放物块,导体棒切割磁感线产生感应电流,由右手定则可知,电阻R中的感应电流方向由c到a,故A错误;设导体棒所受的安培力大小为F,根据牛顿第二定律得:物块的加速度false,当F=0,即刚释放导体棒时,a最大,最大值为false,故B正确;物块和滑杆先做加速运动,后做匀速运动,此时速度最大,则有mg=F,而F=BIl,false,解得物体下落的最大速度为: false,故C正确;通过电阻R的电量:false,故D正确。
15.(1)4J;(2)4falsem/s2;(3)2C
【解析】
(1)设整个电路中产生的热量为Q,则根据功能关系得false
设杆中瞬时电流为I,设电阻false中产生的热量为false,false中产生的热量为false,
r中产生的热量为false,
∵false,
∴false
(2)当false产生2J的热量时,电路中产生的总热量为false
设此时杆的速度为v′,由能量守恒得false解得false
此时杆产生的感应电动势为false,干路中电流为false
此时杆受到的安培力为false
∴杆的加速度大小为false,
(3)根据q1=I1t=[E/2(R外+r)]t=BLvt/2(R外+r)
虽然v是变化的,但整个过程vt的乘积一定等于总位移,
所以false
16.(1)mgr(2)false(3)false
【详解】
(1)杆MN从开始运动到停止的过程中,根据功能关系可得电阻R上产生的焦耳热为:
Q=mgr
(2)金属杆滑至圆弧导轨最低端P2Q2处过程中通过R的电荷量为q1,则:
q1=false
水平轨道上运动过程中,根据动量定理可得:
﹣BILt2=0﹣mv0
此过程中通过R的电荷量为:q2=It2,
解得:
q2=false
故通过电阻R上的电荷量为:
q=q1+q2=false
(3)逆向思维,假设杆从距离P2Q2距离为s处开始反向加速到距离P2Q2距离为ns处时的速度为v,则反向加速距离为:
x=(1﹣n)s
根据动量定理可得:
BILt=mv
即false=mv,而
falset=x=(1﹣n)s
解得:
v=false
根据功率的计算公式可得,杆MN运动到距P2Q2的距离为ns(0<n<1)时,电阻R上的热功率为:
P=false=false
答:(1)mgr(2)false(3)false
17.(1)false(2)false;false(3)false
【详解】
(1)感应电动势false
(2)电路中的感应电流false
导体棒两端的电压false
(3)导体棒产生的电热为false,电阻false与导体棒电流相同,电路产生的总电热应为false,
即导体棒克服安培力做功false
导体棒克服摩擦力做功false
对导体棒列动能定理有false
代入得W=12mv2+R+rrQ1+Q2(利用功能原理false也可)
18.(1)3mg (2)false
【详解】
(1)设ab到达圆孤底端时受到的支持力大小为N,ab下滑机械能守恒,有:
mgR=false×mv2.,由牛顿第二定律:N-mg=false,联立得: N=3mg,由牛顿第三定律知:对轨道压力大小为N′=3mg
(3)设cd离开磁场时ab在磁场中的速度vab,则cd此时的速度为false、ab、cd组成的系统动量守恒,有:mv=m×vab+3m×falsevab,ab、cd构成成的闭合回路:由法拉第电磁感应定律:E=BLvab.,闭合电路欧姆定律:false,安培力公式:Fab=BIL,联立得:Fab=false
19.(1)2.0A;(2)0.4N;(3)0.1N
【详解】
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
false
(2)导体棒受到的安培力大小:
F=BIL=0.5×2×0.4=0.4N
根据左手定则,方向平行斜面向上;
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力
F1=mgsin37?=0.3N,
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f;
根据共点力平衡条件,有:
mgsin37?+f=F
解得:f=0.1N