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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省佛山市顺德区容山中学2024-2025学年高二上学期10月期中考试物理试题

如图所示，水平导轨间距为 $\text{[math]}$ ，导轨电阻忽略不计，导体棒 $\text{[math]}$ 的质量 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，与导轨接触良好；电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ；外加匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ ，方向垂直于导轨平面。 $\text{[math]}$ 与导轨间动摩擦因数为 $\text{[math]}$ （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，细线对 $\text{[math]}$ 的拉力为水平方向，重力加速度 $\text{[math]}$ 处于静止状态。求：

（1）通过 $\text{[math]}$ 的电流方向和大小；

（2） $\text{[math]}$ 受到的安培力大小和方向；

（3）重物重力 $\text{[math]}$ 的最大值；

举一反三

如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨上端连接有一阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，两导轨在同一平面内，质量为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ 的导体棒 $\text{[math]}$ 垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻 $\text{[math]}$ ，整个装置处于垂直于于导轨平面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度 $\text{[math]}$ 与速度 $\text{[math]}$ 的关系如图乙所示。 $\text{[math]}$ ，求：

（1）导轨平面与水平面间夹角 $\text{[math]}$ ；

（2）磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小；

（3）若靠近电阻处到底端距离 $\text{[math]}$ 棒在下滑至底端前速度已达 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 棒下滑的整个过程中，电阻 $\text{[math]}$ 上产生的焦耳热。

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

如图所示是水平桌面上进行“铝箔天桥”实验。把铝箔折成天桥形状，用胶纸粘牢两端，将U型磁铁横跨天桥放置，并用电池向“铝箔天桥”供电。下列说法正确的是（　　）

两根间距为L的光滑金属导轨，平行等高固定放置在倾角为 $\text{[math]}$ 的绝缘斜面上（导轨平面与水平面夹角为30°），导轨的下端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小为B。质量为m、导轨间有效电阻为R的导体棒ab在沿着斜面向上、与棒垂直的恒力 $\text{[math]}$ 作用下由静止开始沿导轨上滑，当导体棒速度达到稳定时，导体棒沿导轨上滑了距离s，重力加速度大小为g，导体棒始终与导轨垂直，下列说法正确的是（　　）

如图所示，对角线长度为 $\text{[math]}$ 的正方形区域 $\text{[math]}$ 中有垂直于纸面的磁场 $\text{[math]}$ 图上未画 $\text{[math]}$ ，磁感应强度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 按 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 不变，且 $\text{[math]}$ 变化． $\text{[math]}$ 所在平面内有一根足够长的导体棒 $\text{[math]}$ 始终垂直于 $\text{[math]}$ ，并通有恒定电流。 $\text{[math]}$ 时，导体棒从 $\text{[math]}$ 点开始沿 $\text{[math]}$ 方向匀速穿过磁场，速率为 $\text{[math]}$ 。设导体棒运动过程中所受安培力大小为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 图像可能正确的是( )

如图所示，对角线长度为 $\text{[math]}$ 的正方形区域 $\text{[math]}$ 中有垂直于纸面的磁场（图上未画），磁感应强度B随时间t按 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 、k不变，且 $\text{[math]}$ ）变化． $\text{[math]}$ 所在平面内有一根足够长的导体棒 $\text{[math]}$ 始终垂直于 $\text{[math]}$ ，并通有恒定电流。 $\text{[math]}$ 时，导体棒从d点开始沿 $\text{[math]}$ 方向匀速穿过磁场，速率为 $\text{[math]}$ 。设导体棒运动过程中所受安培力大小为F， $\text{[math]}$ 图像可能正确的是（）

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