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题型：综合题题类：常考题难易度：困难

黑龙江省牡丹江市绥芬河高中2016-2017学年高二上学期物理期末考试试卷

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值未知的电阻R．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．

（1）、求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）、当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该稳定速度的大小；

（3）、在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．（g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8）

举一反三

如图所示，匝数为10匝、面积为1㎡，电阻为1Ω的圆形金属线框位于垂直纸面向里匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，圆形线框平面两端点A、B间接有阻值为2Ω的定值电阻。匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化关系为B＝1.2-0.3t（B的单位为T，t的单位为s）。则下列说法正确的是（）

如图所示，将两个相同的“U”型光滑金属导轨，平行放置于一方向竖直向上的匀强磁场中的水平面，两导轨的上轨和下轨所在平面均与水平面平行，完全相同的两根匀质金属杆ab和cd静止于两导轨面上，且杆与轨道垂直。导轨足够长且电阻不计，现用一水平向右的恒力 $\text{[math]}$ 拉ab杆，则（　　）

如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L=0.2m，导轨左端接有阻值R=0.2 $\text{[math]}$ 的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道，仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T。一根质量m=0.4kg，电阻r=0.1 $\text{[math]}$ 的金属棒ab垂直放置于导轨上，金属棒ab在水平向右F=0.8N的恒力作时下从静止开始运动，当金属棒通过位移x=9m时离开磁场，在离开磁场前金属棒ab的速度已达到最大值。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道向上运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g=10m/s²。求∶

（1）金属棒运动的最大速率v及金属棒沿弯曲轨道上升的最大高度h；

（2）金属棒在磁场中速度为 $\text{[math]}$ 时的加速度大小；

（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。

如图所示，间距L=0.8m的固定平行光滑金属导轨平面与水平面间的夹角θ=30°，导轨上端接有阻值R=4.0Ω的电阻，理想电流表串联在一条导轨上，整个装置处在磁感应强度方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。电阻r=1.0Ω的导体棒ab垂直导轨放置，将导体棒由静止开始释放，一段时间后导体棒以v₀=5m/s的速度匀速运动，导体棒匀速运动时电流表的示数恒为2A。取重力加速度大小g=10m/s² ，导体棒的长度与导轨间距相等，金属导轨足够长且电阻可忽略不计，求：

（1）导体棒切割磁感线产生的感应电动势E；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；

（3）导体棒ab的质量m。

如图，两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内，电阻不计。处于磁感应强度为B的匀强磁场中。将单位长度电阻为r的导体棒与轨道成45°放置于轨道上。 $\text{[math]}$ 时导体棒位于O点位置，在水平拉力作用下，导体棒从O点沿x轴以速度v匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为a与b。

（1）t时刻导体棒中电流的大小I和方向；

（2）水平拉力F随时间t变化的关系式F（t）；

（3）分析说明导体棒上产生的焦耳热Q随时间t变化的规律并画出大致图像。

如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑导轨，间距L=0.2m，上端接有定值电阻R（阻值未知），轨道平面与水平面的夹角θ=30°；间距d=0.1m的虚线EF、GH与导轨所围的区域有磁感应强度B=5T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场；正方形导体框abcd，边长为L=0.2m，每边电阻均为r=1.5Ω。导体框从ab与EF间距离为x=0.1m处由静止释放，ab边刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动，且ab两端的电压U_ab=0.25V。重力加速度g取10m/s²。求：

（1）正方形导体框总质量m；

（2）导体框ab边通过磁场区域的过程中，通过ab边的电荷量q及电阻R上产生的焦耳热Q。

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