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题型：综合题题类：常考题难易度：普通

浙江省嘉兴市2018-2019学年高二下学期物理期末考试试卷

如图所示，竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在水平方向的磁场中以初速度v₀水平抛出（忽略空气阻力）。磁场方向与线框平面始终垂直，磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B₀+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：

（1）、线框竖直方向速度为v_z时，线框中瞬时电流的大小及方向（填“顺时针”或“逆时针”）；

（2）、线框在复合场中运动的最大电功率P；

（3）、若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到v_t所经历的时间为t，则线框在时间t内沿竖直方向的位移大小。

举一反三

如图甲，水平面上两根足够长的、电阻可忽略不计的平行金属导轨间距 $\text{[math]}$ ，导轨间两个矩形区域I和Ⅱ的宽度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；区域I和II内有垂直于水平面向上的匀强磁场B₁和B₂ ，其中B₁随时间变化的图像如图乙， $\text{[math]}$ 。导体棒a和b分别垂直导轨放置在I区域MM₁的左侧和II区域的右边缘QQ₁处，在a、b中点处通过绝缘、松弛的轻绳连接。 $\text{[math]}$ 时，a以平行于导轨的初速度 $\text{[math]}$ 向左运动； $\text{[math]}$ 时，绳子瞬间拉直带动b共同运动并匀速通过磁场区域II。已知a、b质量相等、电阻均为 $\text{[math]}$ ， b仅与NP、N₁P₁之间的导轨有摩擦，其他摩擦不计，且b未进入I区域，g取 $\text{[math]}$ ，回路中电流方向以俯视逆时针为正方向。

（1）求 $\text{[math]}$ 内回路的感应电动势大小和感应电流的大小及方向；

（2）求a棒的初速度 $\text{[math]}$ ；

（3）通过计算，在图丙中画出 $\text{[math]}$ 内，回路中电流I随时间变化的图像。

如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为 $\text{[math]}$ 的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。 $\text{[math]}$ 时，对导轨施加一个水平向右恒力F， $\text{[math]}$ 时撤去F，2s前导轨与导体棒的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）

如图所示，绝缘部分P、Q将左右两侧的光滑导轨平滑连接起来，在导轨的左侧接有电动势为E、内阻为r的电源和电容为C的电容器，质量为m、电阻为R的金属棒ab与导轨垂直的放在导轨左端靠近电源的位置，金属棒ab在外力作用下保持静止，质量为2m、电阻为0.5R的金属棒cd与导轨垂直的静止在PQ右侧适当位置，整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出）。现在释放金属棒ab，金属棒ab在运动PQ之前已经达到最大速度，它滑过PQ后刚好未与金属棒cd碰撞。已 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，磁场的磁感应强度为B，导轨间的距离为L，金属棒cd右侧的导轨足够长，不计导轨电阻。（ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、B、L、m、C为已知量）

如图所示，倾角为θ=53°的金属导轨MN和 $\text{[math]}$ 的上端有一个单刀双掷开关K，当开关与1连接时，导轨与匝数n=100匝、横截面积S=0.04m²的圆形金属线圈相连，线圈总电阻r=0.2Ω，整个线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场B₀且磁场随时间均匀变化。当开关与2连接时，导轨与一个阻值为R₁=0.3Ω的电阻相连。水平轨道的 $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 间是绝缘带，其它部分导电良好，最右端串接一定值电阻R₂=0.2Ω。两轨道长度均足够长，宽度均为L=1m，在 $\text{[math]}$ 处平滑连接。导轨MN和 $\text{[math]}$ 的平面内有垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B₁=0.2T；整个水平轨道上有方向竖直向上，磁感应强度大小为B₂=1T的匀强磁场。现开关与1连接时，一根长度为L的导体棒a恰好静止在倾斜导轨上；某时刻把开关迅速拨到2，最后a棒能在倾斜轨道上匀速下滑。导体棒b一开始被锁定（锁定装置未画出），且到 $\text{[math]}$ 位置的水平距离为d=0.24m。棒a与棒b的质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.2Ω，所有导轨均光滑且阻值不计。求：

如图所示，两条间距为 $\text{[math]}$ 平行光滑金属导轨（足够长）固定在水平面上，导轨的左端接电动势为 $\text{[math]}$ 的电源，右端接定值电阻，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向上。两端都足够长的金属棒 $\text{[math]}$ 斜放在两导轨之间，与导轨的夹角为 $\text{[math]}$ ，导线、导轨、金属棒的电阻均忽略不计，电源的内阻与定值电阻阻值相等。当电键 $\text{[math]}$ 断开，电键 $\text{[math]}$ 闭合，给金属棒一个沿水平方向与棒垂直的恒定作用力 $\text{[math]}$ ，经过时间 $\text{[math]}$ 金属棒获得最大速度 $\text{[math]}$ ，定值电阻的最大功率为 $\text{[math]}$ ，在此过程中金属棒的最大加速度为 $\text{[math]}$ ，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（）

如图，两根相同的导体棒PQ和MN置于两根固定在水平面内的光滑的长直平行导电轨道上，并处于垂直水平面向下的匀强磁场中。如果PQ获得一个向右的初速度并任由其滚动，运动中PQ和MN始终平行且与轨道接触良好。则下列描述不正确的是（　　）

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