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题型：综合题题类：常考题难易度：困难

2018-2019学年人教版高中物理选修3-1 2.1 电源和电流同步练习

如图所示，倾角 $\text{[math]}$ 、宽 $\text{[math]}$ 的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上 $\text{[math]}$ 一根质最 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ 的金属棒ab垂直于导轨放置 $\text{[math]}$ 现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上，使ab棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好 $\text{[math]}$ 导轨电阻不计，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 求：

（1）、若牵引力恒定，定性论述ab棒的运动过程．

（2）、若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大？

（3）、当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量 $\text{[math]}$ ，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？

举一反三

如图甲所示，为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车底部．过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型．初速度为 $\text{[math]}$ 的线框 $\text{[math]}$ 沿斜面加速下滑s后， $\text{[math]}$ 边进入匀强磁场区域，此时线框开始减速， $\text{[math]}$ 边出磁场区域时，线框恰好做匀速直线运动．已知线框边长为l、匝数为n、总电阻为r，斜面与水平面的夹角为 $\text{[math]}$ ．过山车的总质量为m，所受摩擦阻力大小恒为f，磁场区域上下边界间的距离为l，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）

如图所示，空间中等间距分布有水平方向的 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）个条形匀强磁场，左、右边界竖直，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里，大小从上往下依次减小，每一条形磁场区域的宽度相同，相邻条形磁场区域的间距均为 $\text{[math]}$ 。现让一边长 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ 的匀质正方形单匝线框 $\text{[math]}$ 以初速度 $\text{[math]}$ 水平抛出，线框平面与磁场方向垂直，抛出时，线框的 $\text{[math]}$ 边与磁场左边界平齐， $\text{[math]}$ 边与条形磁场1的上边界间的距离也为L。线框在每个条形磁场区域中均做匀速直线运动，当线框的 $\text{[math]}$ 边到达第n个条形磁场下边界时，线框的 $\text{[math]}$ 边恰好与磁场右边界平齐。已知重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）条形磁场区域1中的磁感应强度 $\text{[math]}$ 。

（2）线框从抛出至 $\text{[math]}$ 边恰好到达第 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）个条形磁场下边界的整个过程中，回路产生的焦耳热Q。

（3）条形磁场区域的水平宽度。

如图所示，将两个相同的“U”型光滑金属导轨，平行放置于一方向竖直向上的匀强磁场中的水平面，两导轨的上轨和下轨所在平面均与水平面平行，完全相同的两根匀质金属杆ab和cd静止于两导轨面上，且杆与轨道垂直。导轨足够长且电阻不计，现用一水平向右的恒力 $\text{[math]}$ 拉ab杆，则（　　）

如图所示，两光滑导轨ABC、 $\text{[math]}$ 平行放置，间距为L，其中BC、 $\text{[math]}$ 与水平面间的夹角为 $\text{[math]}$ ， AB， $\text{[math]}$ 水平。一电阻为r的导体杆ab，垂直于AB、 $\text{[math]}$ 固定在导轨上，并处在边长为L的正方形有界磁场I区域的正中间，磁场方向垂直于导轨平面向上、磁场均匀分布但随时间线性增大，质量为m电阻也为r的金属棒cd垂直于BC、 $\text{[math]}$ 置于导轨上，处在磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场II区域中，金属棒与两导轨接触良好，不计其余电阻，若金属棒cd恰好处于静止状态，求：

（1）流过金属棒cd的电流I的大小和方向；

（2）磁场I区域磁感应强度随时间的变化率 $\text{[math]}$ 。

两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为 $\text{[math]}$ 的斜面上，导轨电阻不计，间距为 $\text{[math]}$ ，在导轨ef和gh之间有宽度为d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场Ⅰ，gh线上方有垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场Ⅱ。两根质量均为0.1kg、电阻均为 $\text{[math]}$ 的导体棒间隔为d，如图垂直导轨放置，导体棒a与gh间距为d。现同时将两根导体棒由静止释放，发现当α棒刚进入磁场Ⅰ时，两根导体棒立即开始匀速运动，b棒刚要出磁场Ⅰ时沿斜面向下的加速度为 $\text{[math]}$ 。不计一切摩擦，两棒在下滑过程中，与导轨始终接触良好，已知 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

如图所示，间距为 $\text{[math]}$ 的足够长光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角为 $\text{[math]}$ 。两导轨上端接有阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，质量为 $\text{[math]}$ 、电阻也为 $\text{[math]}$ 的金属杆ab，在沿导轨平面向上、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力作用下，由静止开始从导轨底端向上运动，经过 $\text{[math]}$ 时间金属棒开始以速度 $\text{[math]}$ 做匀速直线运动，在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力和导轨电阻。求：

（1）金属棒 $\text{[math]}$ 开始运动时加速度的大小；

（2）从开始运动到金属棒速度刚达到 $\text{[math]}$ 的过程中，恒定拉力做功；

（3）金属棒匀速运动后的某时刻改变拉力，使金属棒以大小为 $\text{[math]}$ 的加速度向上做匀减速运动，则向上匀减速运动过程中拉力对金属棒的冲量大小。

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