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题型：单选题题类：难易度：普通

湖南省常德市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（A卷）

如图所示为一"凸形"线框，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为L的有界匀强磁场。取逆时针方向的电流为正，图示时刻 $\text{[math]}$ 。则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中，正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

举一反三

如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从实线Ⅰ位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的Ⅱ位置时，线框的速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

如图所示，边长为L的光滑正方形导线框，以初速度v₀进入宽度为L的匀强磁场，线框刚好能离开磁场，则在线框进入和离开磁场的过程中，下列物理量一定相同的是（）

一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为 $\text{[math]}$ ，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为 $\text{[math]}$ 的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻 $\text{[math]}$ ，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度以 $\text{[math]}$ 进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。下列说法正确的是（　　）

如图甲所示，虚线 $\text{[math]}$ 是斜面上平行于斜面底端的一条直线， $\text{[math]}$ 上方存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。 $\text{[math]}$ 时刻将一单匝正方形导体框自与 $\text{[math]}$ 距离 $\text{[math]}$ 处由静止释放，直至导体框完全穿出磁场的过程中其速度一时间图像如图丙所示。已知斜面倾角 $\text{[math]}$ ，导体框与斜面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，运动中导体框底边与 $\text{[math]}$ 始终平行，导体框质量 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，边长 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。设从释放至导体框穿出磁场的过程中，整个导体框所受安培力大小为F，回路中产生的焦耳热的功率为P，通过导体框的电流为I，导体框的机械能为E（释放处 $\text{[math]}$ ），沿斜面下滑的位移为x，则下列图像正确的是（　　）

在某一生产铜线框的工厂流水线上，工人可以利用电磁感应现象来检测出个别有缺口的不合格铜线框。如图所示，将粗细均匀、边长为 $\text{[math]}$ 的正方形单匝铜线框 $\text{[math]}$ ，放在匀速运动的水平绝缘传送带上（ $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 平行），传送带的速度大小为 $\text{[math]}$ ，线框与传送带共速后，进入匀强磁场区域。匀强磁场区域磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，磁场方向垂直传送带平面向上，分布在距离为 $\text{[math]}$ 的平行边界 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 与传送带运动方向垂直。已知闭合线框的电阻为 $\text{[math]}$ ，线框的质量为 $\text{[math]}$ ，与传送带间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

（1）若线框只有一个缺口，且在 $\text{[math]}$ 边，求 $\text{[math]}$ 边进入磁场时，线框缺口两端的电势差。并分析这种情况下线框是否会相对传送带运动？

（2）若线框闭合，已知 $\text{[math]}$ 边刚进入磁场时，线框受到的安培力大于最大静摩擦力，求此时线框的加速度大小；

（3）已知闭合线框进入磁场区域及出磁场区域过程中，线圈中的平均电流大小分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 边刚进磁场到 $\text{[math]}$ 边离开磁场的过程中，线框与传送带间产生的摩擦热 $\text{[math]}$ 。

如图（a）是游戏设备——太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图（b）。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒ab、cd及5根水平金属棒组成。ab、cd长度均为4h，电阻不计；5根水平金属棒等距离分布，长度均为L，电阻均为R。地面上方足够高处存在竖直宽度为h的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒bc距离磁场上边界h高处由静止下落，金属棒bc进入磁场后即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g。求：

（1）人和座椅车的总质量m；

（2）从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，流过金属棒bc的电荷量q；

（3）金属框架abcd穿过磁场的过程中，金属棒bc上产生的热量Q。

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