人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第二章 電磁感應(yīng)綜合與測試教課內(nèi)容ppt課件

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第二章 電磁感應(yīng)綜合與測試教課內(nèi)容ppt課件，共10頁。
第二章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題　共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1. (2020·遼寧省本溪市高二上學(xué)期期末)如圖所示為“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)裝置，將一個(gè)帶較長鐵芯的線圈L、開關(guān)S和直流電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來。某同學(xué)由此實(shí)驗(yàn)受到啟發(fā)，設(shè)想在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個(gè)“磁懸浮環(huán)”，下列哪種方案可能實(shí)現(xiàn)他的設(shè)想(　C　)A．增大直流電源的電壓B．選用匝數(shù)更多的線圈C．把直流電源換成交流電源D．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)解析：增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故 A錯(cuò)誤；選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故B錯(cuò)誤；把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不落下來，成為一個(gè)“磁懸浮環(huán)”，選項(xiàng)C正確；選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，只是跳起更高，但還會掉下來，故D錯(cuò)誤。2．(2021·陜西省西安三中高二期中)如圖所示，ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自右向左滑動的過程中，線圈ab將(　C　)A．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動D．靜止不動解析：當(dāng)滑動變阻器的滑片P自右向左滑動時(shí)，引起線圈電流減小，通電螺線管穿過線框的磁場強(qiáng)度減小，引起閉合矩形線框的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。線框所在位置的磁場方向大致是水平的，要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的減小，所以線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，故選C。3.如圖所示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(　C　)A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯解析：通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫。4．現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備，如圖甲。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空盒組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時(shí)，產(chǎn)生變化的磁場，穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時(shí)間變化，這時(shí)真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下加速。如圖乙所示(上圖為側(cè)視圖、下圖為真空盒的俯視圖)，如電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖示所示的電流時(shí)(　A　)A．若電子沿逆時(shí)針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時(shí)，電子將加速B．若電子沿順時(shí)針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時(shí)，電子將加速C．若電子沿逆時(shí)針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時(shí)，電子將加速D．被加速時(shí)電子做圓周運(yùn)動的周期不變解析：當(dāng)電磁鐵繞組通有題圖中所示的電流時(shí)，由安培定則可知將產(chǎn)生向上的磁場，當(dāng)電磁鐵繞組中電流增大時(shí)，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，這時(shí)真空盒空間內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感生電場，電子沿逆時(shí)針運(yùn)動，電子將加速，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由于電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動，被加速時(shí)電子做圓周運(yùn)動的周期減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈 A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈 A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈 A3立即變亮，最終 A2與 A3的亮度相同。下列說法正確的是(　C　)A．圖1中， A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后， A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：題圖1中，穩(wěn)定時(shí)通過 A1的電流記為I1，通過L1的電流記為IL。S1斷開瞬間， A1突然變亮，可知IL>I1，因此 A1和L1電阻不相等，所以A、B錯(cuò)誤；題圖2中，閉合S2時(shí)，由于自感作用，通過L2與 A2的電流I2會逐漸增大，而通過R與 A3的電流I3立即變大，因此電流不相等，所以D錯(cuò)誤；由于最終 A2與 A3亮度相同，所以兩支路電流I相同，根據(jù)部分電路歐姆定律，兩支路電壓U與電流I均相同，所以兩支路電阻相同。由于 A2、 A3完全相同，故變阻器R與L2的電阻值相同，所以C正確。6．(2020·河南省鄭州市高二上學(xué)期期末)如圖甲所示，一根電阻R＝4 Ω的導(dǎo)線繞成半徑d＝2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強(qiáng)磁場，中間S形虛線是兩個(gè)直徑均為d的半圓，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示(磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，關(guān)于圓環(huán)中的感應(yīng)電流—時(shí)間圖像，下列選項(xiàng)中正確的是(　C　)
解析：0～1 s，感應(yīng)電動勢為：E1＝S＝× V＝4π V，感應(yīng)電流大小為：I1＝E1/R＝4π/4 A＝π A，由楞次定律知，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，為負(fù)方向，1～3 s感應(yīng)電流大小為π A，方向?yàn)檎较?，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。7．如圖所示，一軌道的傾斜部分和水平部分均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，且磁場方向都與軌道平面垂直，水平軌道足夠長。一質(zhì)量為m的水平金屬棒ab，從靜止開始沿軌道下滑，運(yùn)動過程中金屬棒ab始終保持與軌道垂直且接觸良好。金屬棒從斜軌道轉(zhuǎn)入水平軌道時(shí)無機(jī)械能損失。關(guān)于ab棒運(yùn)動的“速度—時(shí)間”圖像，可能正確的是(　CD　)解析：金屬棒在斜軌道運(yùn)動時(shí)，先做加速運(yùn)動，隨著速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增大，金屬棒所受的向后安培力增大，合力減小，加速度減小，當(dāng)加速度減小至零做勻速運(yùn)動。金屬棒進(jìn)入水平軌道后受到向左的安培力，做減速運(yùn)動，速度減小，安培力減小，所以做加速度減小的變減速運(yùn)動，則知CD兩圖是可能的，AB不可能，故選CD。8. (2020·江蘇省淮安市高二上學(xué)期期末)如圖所示，一根足夠長通以圖示方向電流的直導(dǎo)線水平放置，直導(dǎo)線的正上方某處有懸點(diǎn)，用絕緣細(xì)線懸掛一銅圓環(huán)從圖示A點(diǎn)由靜止釋放，在圓環(huán)運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中。下列說法正確的是(　BC　)A．圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B．圓環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向C．圓環(huán)所受安培力的方向總是豎直向上D．圓環(huán)所受安培力的方向總是與圓環(huán)的運(yùn)動方向相反解析：根據(jù)安培定則，通電直導(dǎo)線下方區(qū)域磁場方向垂直紙面向里，上方區(qū)域磁場方向垂直紙面向外，圓環(huán)由A點(diǎn)開始運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里，感應(yīng)電流的方向順時(shí)針，故 A錯(cuò)誤、B正確；因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度在水平方向均勻分布，把圓環(huán)分成若干份，可以知道對稱的一小段在水平方向的安培力是大小相等，方向相反的，故圓環(huán)所受安培力的方向總是豎直向上的，故C正確、D錯(cuò)誤。9．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝5 000匝，橫截面積S＝20 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖乙所示的規(guī)律變化(規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B向下為正)，則下列說法中正確的是(　AD　)A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1 VB．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10－2 WC．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶負(fù)電D．S斷開后，流經(jīng)R2的電流方向由下向上解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E＝n＝nS；代入數(shù)據(jù)可求出：E＝1 V，故 A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I＝＝ A＝0.1 A；根據(jù)P＝I2R1得：P＝0.12×4 W＝4×10－2W，故B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，螺線管下端電勢高，則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，故C錯(cuò)誤；S斷開后，電容器經(jīng)過電阻R2放電，因下極板帶正電，則流經(jīng)R2的電流方向由下向上，故D正確；故選AD。10．(2021·安徽省池州市第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場垂直于光滑金屬導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)軌左右兩端電路所在區(qū)域均無磁場分布。垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒接入電路的長度為L、電阻為R0，在外力作用下始終以速度v0從左向右做勻速直線運(yùn)動。小燈泡電阻為2R0，滑動變阻器總阻值為4R0。圖示狀態(tài)滑動觸頭位于a、b的正中間位置，此時(shí)位于平行板電容器中的P處的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。電路中其余部分電阻均不計(jì)，各接觸處都接觸良好，且導(dǎo)軌足夠長，下列說法正確的是 (　CD　)A．當(dāng)下極板接地，若將上極板豎直向上移動稍許，其余條件均不變，則油滴的電勢能將增加，且P點(diǎn)電勢將降低B．油滴帶負(fù)電C．圖示狀態(tài)下，Δt時(shí)間內(nèi)通過小燈泡的電荷量為D．若將滑動變阻器的滑片向b端移動，小燈泡將變暗解析：由右手定則知，平行板電容器上板為負(fù)極板，板間場強(qiáng)方向豎直向上，油滴靜止時(shí)，受到的電場力豎直向上，故油滴帶正電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；將下極板接地，上極板豎直向上移動，板間場強(qiáng)減小，則下極板與P點(diǎn)的電勢差減小，而U下P＝φ下－φP＝－φP，故P點(diǎn)電勢φP升高，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLv0，回路總電阻R＝2R0，回路總電流I＝，故Δt時(shí)間內(nèi)通過小燈泡的電荷量q＝，選項(xiàng)C正確；滑動變阻器的滑片向b端移動，回路總電阻減小，總電流增大，電源的路端電壓減小，故小燈泡將變暗，選項(xiàng)D正確。第Ⅱ卷(非選擇題　共60分)二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分。把答案直接填在橫線上)11．(2021·河南省創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟高二下學(xué)期聯(lián)考)如圖甲所示，G為沒有電流通過時(shí)，指針指在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時(shí)的偏轉(zhuǎn)情況，磁鐵旁的箭頭表示運(yùn)動方向?，F(xiàn)用該靈敏電流表完成如圖乙、丙、丁的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則圖乙中靈敏電流表的指針將向左(選填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)；圖丙中的條形磁鐵的運(yùn)動方向?yàn)?/span>向上(選填“向上”或“向下”)；圖丁中的條形磁鐵下端為N(“S”或“N”)極。解析：(1)圖甲說明，當(dāng)電流從靈敏電流表左側(cè)接線柱流入靈敏電流表時(shí)，靈敏電流表指針向右偏；圖乙中磁鐵的N極靠近線圈時(shí)，線圈中磁通量是向下的增加，據(jù)楞次定律可得，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流會從靈敏電流表的右側(cè)接線柱流入靈敏電流表，則靈敏電流表指針向左偏；(2)圖丙中靈敏電流表指針向左偏，說明線圈中電流會從靈敏電流表的右側(cè)接線柱流入，線圈中感應(yīng)電流的磁場向上，磁鐵在線圈中磁場方向向上，則條形磁鐵的運(yùn)動方向是向上(導(dǎo)致線圈中磁通量減小)；(3)圖丁中靈敏電流表指針向右偏，說明線圈中電流從靈敏電流表的左側(cè)接線柱流入，線圈中感應(yīng)電流的磁場向下，條形磁鐵的運(yùn)動方向是向上，導(dǎo)致線圈中磁通量減小，所以磁鐵在線圈中磁場方向向下，即圖丁中的條形磁鐵下端為N極。12.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，又發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，揭開了人類將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并進(jìn)行應(yīng)用的序幕。法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，將一個(gè)圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，并使盤面與磁感線垂直，盤的邊緣附近和中心分別裝有與金屬盤接觸良好的電刷A、B，兩電刷與靈敏電流計(jì)相連。當(dāng)金屬盤繞中心軸按圖示方向轉(zhuǎn)動時(shí)，則電刷A的電勢低于電刷B的電勢(填“高于”“低于”或“等于”)；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將增大；(填“增大”“減小”或“不變”)；若僅將滑動變阻器滑動頭向左滑，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將減小(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：根據(jù)安培定則可知，電磁鐵產(chǎn)生的磁場方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從A到B，則電刷A的電勢低于電刷B的電勢；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，由E＝BLv知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大；若僅將滑動變阻器滑動頭向左滑，變阻器接入電路的電阻增大，電磁鐵的磁場減弱，則感應(yīng)電動勢變小，則電路中電流減小，靈敏電流計(jì)的示數(shù)變小。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.32 kg、邊長為L＝0.8 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1 Ω。邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t＝0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛，g取10 m/s2。求：(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；(3)t0的值。答案：(1)0.4 V　(2)0.16 W　(3)2 s解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝n＝n××()2＝10××()2×0.5V＝0.4 V；(2)I＝＝0.4 A，P＝I2r＝0.16 W；(3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：F安＝nBI＝mg，I＝，B＝＝2 T，由圖知：B＝1＋0.5t0(T)，解得t0＝2 s。14．(10分)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)導(dǎo)體棒Oa可以以點(diǎn)O為中心轉(zhuǎn)動，而另一端a剛好搭在光滑的半圓形金屬導(dǎo)軌上，Oa長為L且以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，在Ob間接入一阻值為R的電阻，不計(jì)其他電阻，試求：(1)導(dǎo)體棒Oa兩端產(chǎn)生的電勢差；(2)流過電阻R上的電流大小及方向；(3)所需外力的功率。答案：(1)BL2ω　(2)　從左向右　(3)解析：(1)導(dǎo)體棒Oa勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E＝Bl＝BL＝BL2ω，電路中只有電阻R，其余電阻都不計(jì)，則Oa端的電勢差為：BL2ω；(2)回路中感應(yīng)電流：I＝＝，由右手定則可知，流過電阻R的電流從左流向右；(3)外力功率等于電阻R消耗的電功率：P＝＝。15．(11分)(2021·安徽省池州市第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)電磁驅(qū)動在軍事、科研和生活中有著廣泛的應(yīng)用，某一驅(qū)動裝置的原理圖如圖所示，正方形線圈ABCD的兩個(gè)接線端分別與水平放置的金屬導(dǎo)軌相連接，線圈內(nèi)有垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝0.1＋kt(T)平行導(dǎo)軌間距L＝0.5 m，其間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝1T，質(zhì)量m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒PQ垂直導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，已知線圈的邊長a＝0.2 m、匝數(shù)n＝100、電阻r＝1 Ω，導(dǎo)體棒的電阻R＝3 Ω，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，其余電阻不計(jì)。求：(1)k＝0.2導(dǎo)體棒PQ靜止時(shí)，兩端的電壓U。(2)導(dǎo)體棒PQ剛能滑動時(shí)，k的取值和線圈的熱功率P。(3)導(dǎo)體棒PQ最終以速度v＝5 m/s向右勻速滑動，在t＝2 s的一段時(shí)間內(nèi)，通過PQ的電荷量q和磁場釋放的磁場能E。答案：(1)0.6 V；(2)k2＝0.4；0.16 W；(3)0.8 C；3.28 J解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n＝nkS，得E1＝nk1S，又S＝a2，PQ兩端的電壓U＝＝0.6 V；(2)導(dǎo)體棒PQ剛能滑動時(shí)，根據(jù)平衡條件F＝f＝μmg，F＝B1IL由閉合電路歐姆定律E2＝nk2S＝I(R＋r) ，聯(lián)立解得k2＝0.4，線圈的熱功率P＝I2r＝0.16 W；(3)導(dǎo)體棒PQ最終以速度v＝5 m/s向右勻速滑動，電流同(2)I＝0.4 A，通過PQ的電荷量q＝It＝0.8 C ，磁場釋放的磁場能E＝μmgvt＋I2(R＋r)t＝3.28 J。16．(13分)(2021·浙江省寧波余姚中學(xué)高二下學(xué)期檢測)如圖甲所示，絕緣水平面上固定著兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN，相距為L＝0.5 m，ef右側(cè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小如圖乙變化。開始時(shí)ab棒和cd棒鎖定在導(dǎo)軌如圖甲位置，ab棒與cd棒平行，ab棒離水平面高度為h＝0.2 m，cd棒與ef之間的距離也為L，ab棒的質(zhì)量為m1＝0.2 kg，有效電阻R1＝0.05 Ω，cd棒的質(zhì)量為m2＝0.1 kg，有效電阻為 R2＝0.15 Ω。設(shè)ab棒在運(yùn)動過程始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。g取10 m/s2。問：(1)0～1 s時(shí)間段通過cd棒的電流大小與方向(c到d或d到c)(2)假如在1 s末，同時(shí)解除對ab棒和cd棒的鎖定，從解除鎖定到兩棒最終穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)，ab棒共產(chǎn)生多少熱量？(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)(3)ab棒和cd棒穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)，它們之間的距離為多大？(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)答案：(1)1.25 A，d→c　(2)Q1＝ J　(3)d＝ m解析：(1)0～1 s時(shí)間段，根據(jù)法拉第定律得：E＝＝·L2＝1×0.52 V＝0.25 V，通過cd棒的電流大小為：I＝＝ A＝1.25 A, 方向d→c。(2)ab棒下滑過程，由機(jī)械能守恒定律得：m1gh＝m1v ，得v0＝2 m/s，ab棒進(jìn)入磁場后產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向左的安培力，做減速運(yùn)動，cd棒在安培力作用下向右加速運(yùn)動，穩(wěn)定后ab棒和cd棒將以相同的速度作勻速直線運(yùn)動，兩棒組成的系統(tǒng)所受合沖量為零，系統(tǒng)動量保持不變。m1v0＝(m1＋m2)v，解得兩棒穩(wěn)定時(shí)共同速度為v＝ m/s，根據(jù)能量守恒定律得Q＝m1gh－(m1＋m2)v2。ab棒產(chǎn)生的熱量為Q1＝Q，聯(lián)立解得Q1＝ J。(3)設(shè)整個(gè)的過程中通過回路的電荷量為q，對cd棒，由動量定理得：m2v－0＝BL·t，又q＝t，解得q＝C 。設(shè)穩(wěn)定后兩棒之間的距離是d，則有q＝＝，聯(lián)立以上兩式得d＝ m。