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题型：多选题题类：难易度：普通

河北省沧州市部分示范性高中2024届高三下学期三模物理试题

如图甲所示，一导体棒与导线构成闭合回路，然后用绝缘轻绳悬挂在天花板上，空间存在一圆形磁场区域，导体棒刚好与圆的水平直径重合，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示。已知圆形磁场区域的半径为 $\text{[math]}$ ，导体棒的质量为 $\text{[math]}$ 、长度为 $\text{[math]}$ 、电阻 $\text{[math]}$ ，当 $\text{[math]}$ 时绝缘轻绳的张力刚好为零，忽略导线以及轻绳的重力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。则下列说法正确的是（　　）

A、 $\text{[math]}$ 内，流过导体棒的电流方向向右 B、 $\text{[math]}$ C、流过导体棒的电流为 $\text{[math]}$ D、 $\text{[math]}$ 时，轻绳的张力为 $\text{[math]}$

举一反三

如图甲所示，在水平面 $\text{[math]}$ 内放置有一个超导平板，在 $\text{[math]}$ 处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上的水平匀质金属圆环，且 $\text{[math]}$ 。在圆环内通入电流，在圆环磁场的作用下超导平板内形成感应电流，产生附加磁场。可以证明，超导平板内感应电流在 $\text{[math]}$ 区域产生的附加磁场，相当于在 $\text{[math]}$ 处对称地放置一个半径也为r的镜像圆环电流所产生的磁场，镜像圆环内的电流与原圆环电流大小相等方向相反。已知长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足下列关系式： $\text{[math]}$ ， k为常数，I为通过直导线的电流，x为此点与直导线的垂直距离。设重力加速度为g。当环内电流达到恒定值 $\text{[math]}$ 时，圆环刚好能悬浮在 $\text{[math]}$ 处，此时（　　）

小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求

某探究小组设计了两种电磁驱动装置。图1利用直流电源给线框供电，接通电源后正方形导线框 $\text{[math]}$ 在磁极间的辐向磁场中，从静止开始绕中心轴线 $\text{[math]}$ 发生转动。图2为三个线圈连接到三相电源上，电流形成的磁场可等效为角速度 $\text{[math]}$ 的旋转辐向磁场，稳定后解锁正方形导线框 $\text{[math]}$ ，导线框由静止开始转动。图3为不同视角的上述两种驱动装置的截面图，分别为图1的正视图和图2的俯视图。已知导线框 $\text{[math]}$ 的边长为l，电阻为 $\text{[math]}$ 两边的质量均为m，所处位置的磁感应强度大小均为B，磁场方向始终与转动方向垂直，转动中 $\text{[math]}$ 两边受到的阻力均为 $\text{[math]}$ （k为比例系数，v为线速度），其余两边质量和所受阻力不计。电源的电动势为E，内阻不计，

磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ＝37°，两平行导轨间距为L＝1m，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。导轨中接入电动势为E=4.5V、内阻为r=0.5Ω的直流电源，电路中有一阻值为R=1Ω的电阻，其余电阻不计。将质量为m=4kg，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，（取g=10m/s² ， sin37=0.60，cos37=0.80），求：

（1）匀强磁场的磁感应强度为多大？

（2）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向。

质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平平行导轨上，MN与导轨垂直，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，且与MN垂直，如图所示，导体棒MN处于匀强磁场中，重力加速度为g，则导体棒MN受到的（　　）

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