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题型：多选题题类：难易度：困难

河北省保定市名校协作体2024届高三下学期三模物理试题

如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜固定，空间存在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场，NQ间接有一定值电阻，将垂直导轨放置的金属棒由静止释放，金属棒在运动过程中，重力对金属棒做功的功率记为 $\text{[math]}$ ，闭合回路消耗的电功率记为 $\text{[math]}$ ，已知金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，下列关系图像可能正确的是（）

A、

B、

C、

D、

举一反三

如图（a），水平传送带以恒定速率 $\text{[math]}$ 顺时针转动，宽为 $\text{[math]}$ 、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合，bc向右运动到NP时恰与传送带共速，此时施加水平向右的拉力，使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力，同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动，与NP右侧 $\text{[math]}$ 处的竖直固定挡板发生弹性正碰。当ad返回NP时，施加水平向左的拉力，使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m，总电阻为R，ab长为 $\text{[math]}$ ， ad长为 $\text{[math]}$ ，导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带，重力加速度为g。

发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景。质量为 $\text{[math]}$ 的导体棒垂直于光滑导轨放管，导轨间距为 $\text{[math]}$ ，导轨间分布着垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。将负载（电阻为 $\text{[math]}$ 的电热毯）接入导轨中形成闭合回路，导体棒在恒力 $\text{[math]}$ 的作用下由静止开始沿光滑导轨运动。 $\text{[math]}$ 时刻，导体棒速度达到 $\text{[math]}$ 。导轨和导体棒电阻忽略不计，导轨无限长，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（）

如图所示，水平固定的光滑导轨P、Q的间距为L，方向竖直向上的匀强磁场分布在EFHG区域，磁感应强度大小为B，质量为m、电阻为R、长度为L的导体棒a从磁场左侧边界EF处以大小为 $\text{[math]}$ ，的初速度进入磁场，同时，另一相同的导体棒b从磁场右侧边界GH处以大小为 $\text{[math]}$ 的初速度进入磁场。磁场区域FH足够长，两导体棒未在磁场中相遇，导体棒与导轨始终接触良好，不计导轨电阻。求：

（1）导体棒a进入磁场瞬间回路中的电流I；

（2）导体棒a进入磁场瞬间的加速度大小a。

如图所示，间距为L的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的金属棒放在导轨上，金属棒与平行金属导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 。整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。现对金属棒施加一个平行导轨向右，大小为F的水平拉力，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为0.5R。重力加速度大小为g。

为了提高能源的利用率，目前国内外的城市轨道交通车辆中，大都采用再生制动方式，即将列车a制动产生的电能转化为待启动状态的列车b的动能，城市轨道交通的启停过程原理如图所示：两足够长粗糙平行金属直导轨MN、PQ的间距为L = 0.5 m固定在同一水平面内，轨道平面内存在磁感应强度大小为B = 1 T、方向竖直向下的匀强磁场，质量为m = 0.5 kg、电阻为R = 6 Ω的均匀金属丝制成一个半径为L = 0.5 m的单匝圆环a，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。t = 0时，开关S与1接通，恒流源（提供的电流强度恒为4 A）与金属环a连接，金属环a从静止开始向右做匀加速运动，t₁ = 4 s时刻，将开关S掷向2接通阻值为R₀ = 0.5 Ω定值电阻，同时对金属环a施加外力F，使金属环a做匀减速运动，在t₂ = 6 s时刻金属环a减速至0，已知圆环与导轨的摩擦因数为μ = 0.2，忽略导轨的电阻、金属环的可能形变，金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g = 10 m/s²。求：

如图甲所示，竖直固定的无限长直导线右侧有一与之共面的正方形闭合导电线框abcd，线框边长 $\text{[math]}$ m，由质量均为m、电阻均为 $\text{[math]}$ Ω的金属杆ab、cd和不计质量与电阻的导电轻杆ad、bc组成，ab边与直导线平行，到直导线的距离 $\text{[math]}$ m。已知无限长直导线在空间某点产生的磁感应强度与电流I成正比，与该点到直导线的垂直距离x成反比。 $\text{[math]}$ A的长直导线在空间产生的磁感应强度大小与x的关系如图乙所示。现给直导线通以 $\text{[math]}$ A的恒定电流，给线框一初始角速度ω按顺时针方向（从上往下看）绕竖直对称轴 $\text{[math]}$ 无摩擦开始转动。求：

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