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题型：多选题题类：模拟题难易度：普通

试题来源：山东省淄博市2021届高三下学期物理高考模拟试卷

如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为 $\text{[math]}$ 。空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 。一质量为 $\text{[math]}$ 、长为 $\text{[math]}$ 的导体棒沿导轨向下运动，棒始终与 $\text{[math]}$ 轴垂直对称，且与导轨接触良好，导体棒在导轨上运动过程中始终受到竖直向上的拉力 $\text{[math]}$ 作用，且棒中的感应电流强度恒定为 $\text{[math]}$ 。导体棒单位长度电阻值为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。导体棒在导轨上运动的过程中，下列说法正确的是（）

A . 导体棒在导轨上做匀速直线运动 B . 导体棒在导轨上先做加速度逐渐减小的直线运动最后变为匀速直线运动 C . 导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能大于金属棒产生的焦耳热 D . 导体棒在导轨上运动时拉力 $\text{[math]}$ 的功率与 $\text{[math]}$ 的关系为 $\text{[math]}$

【考点】

【答案】

【解析】

组卷次数：23次 +选题

举一反三

如图所示，在相距一定距离的高低两处，有两段水平放置、间距均为L的光滑平行金属导轨，高低两处的里、外两根导轨分别在里、外两个竖直面内，两段导轨的水平部分都存在方向竖直向下、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。上方导轨的左端连有一个充满电荷的电容器（极板带电情况如图中所示），导体棒ab垂直于导轨静止放置。下方导轨由一段圆弧部分与一段足够长的水平部分平滑连接组成，圆弧段导轨所对圆心角 $\text{[math]}$ ，半径为R；在导轨的水平段上距离圆弧轨道最低处MN足够远处静止放置另一导体棒cd、某时刻，闭合上方导轨连接的开关S，导体棒ab从上方导轨末端飞出后恰好沿切线方向、以大小为 $\text{[math]}$ 的速度从下方导轨的左端最高处PQ进入圆弧导轨。ab、cd两段导体棒的质量均为m，导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好，重力加速度为g， $\text{[math]}$ 。求：

如图所示，一单匝粗细均匀的正方形导体线框abcd和直角坐标系xOy（x轴水平，y轴竖直）均处于竖直平面内，线框边长为L。空间内存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度在x方向均匀分布，y方向上满足 $\text{[math]}$ 。初始时，线框的a点与坐标原点O重合，ab边与x轴重合。现给线框一个沿着x轴正方向的速度 $\text{[math]}$ ，线框在运动过程中始终处于xOy平面内，其ab边与x轴始终保持平行，空气阻力不计。则（　　）

有人设计了监测传送带速度的装置，测速原理如图所示，该装置底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻。绝缘橡胶带上嵌有间距为d的平行细金属条，每根金属条的电阻均为0.5R，磁场中始终有且仅有一根金属条（与电极接触良好），不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。若橡胶带匀速运动，电压表的读数为U，求：

如图三个实验，图甲是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻R相连。图乙是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴无摩擦转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针。图丙是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴无摩擦转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。则（）

水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。

（1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度 $\text{[math]}$ 匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和 $\text{[math]}$ 的大小。

（2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平内旋转。

①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 的大小。

②求“电动机”机械效率为50%时导体棒a的角速度 $\text{[math]}$ 。

如图，半径为l的金属圆环水平固定，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，金属棒OA可绕圆心O在圆环上转动。金属棒CD放在宽度也为l的足够长光滑平行金属导轨上，导轨倾角为θ，处于垂直导轨平面向下磁感应强度大小为B的匀强磁场中。用导线分别将金属圆环、金属棒OA的O端分别与D端导轨和C端导轨连接，已知金属棒OA和CD的长度均为l、质量均为m、电阻均为r，其他电阻不计。重力加速度大小为g。

(1)将金属棒OA固定，使金属棒CD从静止开始下滑，求金属棒CD的最大速度；

(2)让金属棒OA匀速转动，使金属棒CD保持静止，求：

①金属棒OA的转动方向；

②金属棒OA转动的角速度；

③金属棒OA两端的电势差U_OA。

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