2020高考备考物理一轮复习单元训练金卷： 第十一单元 电磁感应 B卷 Word版含答案.pdf

单元训练金卷·高三·物理(B)卷 第十一单元第十一单元 注意事项：注意事项： 1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 913 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1下列没有利用涡流的是( ) A金属探测器 B变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯 C用来冶炼合金钢的真空冶炼炉 D车站的安检门 2 如图所示， 光滑固定的金属导轨 M、 N 水平放置， 两根初速为零、 质量均为 m 的导体棒 P、 Q 平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。一质量为 M 的条形磁铁从 a 处由静止下落，当下落到 b 处 时，磁铁的速度为 v0，两个导体棒的速度均为 v。重力加速度设为 g，a、b 之间的高度为 h，不计空 气阻力，在磁铁自 a 到 b 的下落过程中，以下说法正确的是( ) A因为 P、Q 中的感应电流方向相反，故 P、Q 之间的安培力为斥力，P、Q 将相互远离 BP、Q 受到的安培力竖直向下 C回路中产生的热为 2 1 () 2 MghMm v D回路中的磁通量一直在增加 3如图甲所示，水平地面上有一边长为 L 的正方形 ABCD 区域，其下方埋有与 地面平行的金属管线为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然 后用闭合的试探小线圈 P(穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场)在地面探测。如图乙所示，将暴露于地 面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的 电流。使线圈 P 在直线 AC 上的不同位置保持静止(线圈 平面与地面平行)，线圈中没有感应电流将线圈 P 静置 于B处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电 流，当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流 消失。下列判断正确的是( ) A图乙中的电源为恒定直流电源 B金属管线沿 BD 走向 C金属管线的埋覆深度为 L D线圈 P 在 D 处，当它与地面的夹角为 45°时，P 中的感应电流可能最大 4如图所示，导体杆 OP 在作用于 OP 中点且垂直于 OP 的力作用下，绕 O 点沿以 O 为圆心、 半径为 r 的光滑半圆形金属导轨在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为 B，A、O 间接有阻值为 R 的定值电阻，导体杆和导轨的电阻不计，回路中的电功率为 P，则( ) A外力的大小为 2Br P R B外力的大小为 Br PR C导体杆转动的角速度大小为2 PR Br2 D导体杆转动的角速度大小为 2 Br2 P R 5如图所示，在光滑的水平面上有一竖直向下的匀强磁场，该磁场分布在宽为 L 的区域内。现 有一个边长为 a(aL)的正方形闭合导线圈以初速度 v0垂直于磁场边界滑过磁场后， 速度变为 v(vv0)， 则( ) A线圈完全进入磁场时的速度大于v 0v 2 B线圈完全进入磁场时的速度等于v 0v 2 C线圈完全进入磁场时的速度小于v 0v 2 D以上情况 A、B 均有可能，而 C 是不可能的 6 图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图， L1和 L2为电感线圈 实验时， 断开开关 S1 瞬间，灯 A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3立即变 亮，最终 A2与 A3的亮度相同。下列说法正确的是( ) A图甲中，A1与 L1的电阻值相同 B图甲中，闭合 S1，电路稳定后，A1中电流大于 L1中电流 C图乙中，变阻器 R 与 L2的电阻值相同 D图乙中，闭合 S2瞬间，L2中电流与变阻器 R 中电流相等 7 如图， 在水平桌面上放置两条相距 l 的平行光滑导轨 ab 与 cd， 阻值为 R 的电阻与导轨的 a、 c 端相连质量为 m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁 场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为 B。导体棒的中点 系一不可伸长的轻绳，绳绕过 固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质 量也为 m 的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物 块，用 h 表示物块下落的高度（物块不会触地），g 表示重力加速 度，其他电阻不计，则下列说法错误的是( ) 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 A电阻 R 中的感应电流方向由 a 到 c B物体下落的最大加速度为 0.5g C若 h 足够大，物体下落的最大速度为 22 2mgR B I D通过电阻 R 的电量为 Blh R 8如图所示，宽为 L 的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接，右 端接阻值为 R 的电阻 c，矩形区域 MNPQ 内有竖直向上、大小为 B 的匀强磁场。在倾斜部分同一高 度 h 处放置两根细金属棒 a 和 b，由静止先后释放，a 离开磁场时 b 恰好进入磁场，a 在水平导轨上 运动的总距离为 s。a、b 质量均为 m，电阻均为 R，与水平导轨间的动摩擦因数均为 ，与导轨始终 垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为 g。则整个运动过程中( ) Aa 棒中的电流方向不变 Ba 棒两端的最大电压为 2BLgh C电阻 c 消耗的电功率一直减小 D电阻 c 产生的焦耳热为 1 () 3 mg hs 9如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上且与线圈共轴当开 关闭合瞬间， 线圈中产生磁场， 金属环就可被加速弹射出去。 现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、 大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成)，且铝的电阻率大于铜的电阻 率，闭合开关 S 的瞬间，下列描述正确的是( ) A从左侧看，环中感应电流沿顺时针方向 B线圈沿轴向有伸长的趋势 C铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 D若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射 10某探究性学习小组研制了一种发电装置如图甲所示，图乙为其俯视图。将 8 块外形相同的 磁铁交错放置组合成一个高 h0.5 m、 半径 r0.2 m 的圆柱体， 其可绕固定轴 OO逆时针(俯视)转动， 角速度 100 rad/s。 设圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为 B0.2 T、 方向都垂直于 圆柱体侧表面。紧靠圆柱体外侧固定一根长度与圆柱体高相等、电阻为 R10.5 的细金属杆 ab， 杆 ab 与轴 OO平行。图丙中阻值 R1.5 的电阻与理想电流表 A 串联后接在杆 ab 两端。下列说法 正确的是( ) A电流表 A 的示数为 1 A B杆 ab 产生感应电动势的最大值约为 2.83 V C电阻 R 消耗的电功率为 2 W D在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表 A 的总电荷量为零 11 如图所示， 在边长为 a 的正方形区域内有匀强磁场， 磁感应强度为 B， 其方向垂直纸面向外， 一个边长也为 a 的单匝正方形导线框 EFGH 正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为 R。 现使导线框以周期 T 绕其中心 O 点在纸面内匀速转动，经过 导线框转到图中虚线位置，则在这 时 T 8 T 8 间内( ) A顺时针方向转动时，感应电流方向为 EFGHE B平均感应电动势大小等于8（32 2 ）a 2B T C平均感应电动势大小等于16a 2B 9T D通过导线框横截面的电荷量为（32 2 ）a 2B R 12(2019全国 II 卷)如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为 ，导轨电 阻忽略不计。 虚线 ab、 cd 均与导轨垂直， 在 ab 与 cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。 将两根相同的导体棒 PQ、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良 好。已知 PQ 进入磁场时加速度恰好为零，从 PQ 进入磁场开始计时，到 MN 离开磁场区域为止， 流 过 PQ 的电流随时间变化的图象可能正确的是( ) 13(2019全国 I 卷)空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a） 中虚线 MN 所示，一硬质细导线的电阻率为 、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环固定在 纸面内，圆心 O 在 MN 上。t0 时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度 B 随时间 t 的变化 关系如图（b）所示，则在 t0 到 tt1的时间间隔内( ) A圆环所受安培力的方向始终不变 B圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C圆环中的感应电流大小为 0 0 4 B rS t D圆环中的感应电动势大小为 2 0 0 4 Br t 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 14(10 分)如图所示，两根半径 r 为 1 m 的 圆弧轨道间距 L 也为 1 m，其顶端 a、b 与圆心处等 1 4 高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为 R 的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道 所在处的磁感应强度大小均为 B，且 B0.5 T。将一根长度稍大于 L、质量 m 为 0.2 kg、电阻为 R0 的金属棒从轨道顶端 ab 处由静止释放。已知当金属棒到达如图所示的 cd 位置时，金属棒与轨道圆 心的连线和水平面夹角 为 60°，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端 ef 时，对轨道的 压力为 3 N。g 取 10 m/s2。 (1)当金属棒的速度最大时，求流经电阻 R 的电流大小和方向； (2)金属棒滑到轨道底端 ef 的整个过程中，流经电阻 R 的电荷量为 0.1，则整个回路中的总电阻 为多少？ 15 (10 分)两根足够长的平行导轨处在与水平方向成 37°的斜面上， 导轨电阻不计， 间距为 L 0.3 m，在斜面加有磁感应强度为 B1 T 方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导轨两端各接一个阻值 为 R02 的电阻，一质量为 m1 kg，电阻为 r2 的金属棒横跨在平行轨道间。棒与轨道间动 摩擦因数为 0.5，金属棒以平行于轨道向上的初速度为 v010 m/s 上滑直至上升到最高点过程中，通 过上端电阻电量为 q0.1 C，求： (1)上升过程中棒发生的位移； (2)上端电阻 R0产生的焦耳热。 16 (12分)如图甲所示， 在水平面上固定宽为L1 m、 足够长的光滑平行金属导轨， 左端接有R0. 5 的定值电阻， 在垂直导轨且距导轨左端 d2.5 m 处有阻值 r0.5 、 质量 m2 kg 的光滑导体棒， 导轨其余部分电阻不计。磁场垂直于导轨所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。第 1 s 内导体棒在拉力 F 作用下始终处于静止状态。1 s 后，拉力 F 保持与第 1 s 末相同，导体棒从静止 直至刚好达到最大速度过程中，拉力 F 做功为 W11.25 J。求： (1)第 1 s 末感应电流的大小； (2)第 1 s 末拉力的大小及方向； (3)1 s后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电 阻 R 上产生的焦耳热。 17 (16 分)如图所示倾角为 30°的平行金属轨道固定在水平面上， 导轨的顶端接有定值电阻 R， 长度与导轨宽度相等的导体棒 AB 垂直于导轨放置，且保持与导轨有良好的接触。图中虚线 1 和 2 之间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。现给导体棒沿导轨向上的初速度，使导体棒穿过磁场区域后 能继续向上运动到最高位置虚线 3，然后沿导轨向下运动到底端。已知导体棒向上运动经过虚线 1 和 2 时的速度大小之比为 21，导体棒沿导轨向下运动由虚线 2 到 1 做匀速直线运动，虚线 2、3 之间的距离为虚线 1、2 之间距离的 2 倍，整个运动过程中导体棒所受的摩擦阻力恒为导体棒重力的 1 6，除定值电阻外其余部分电阻均可忽略，求： (1)导体棒沿导轨向上运动经过虚线 2 的速度 v1与沿导轨向下运动经过虚线 2 的速度 v2的比值； (2)导体棒沿导轨向上运动刚经过虚线 1 和刚到达虚线 2 时的加速度大小之比； (3)导体棒沿导轨向上运动经过磁场与沿导轨向下运动经过磁场的过程中，定值电阻 R 上产生的 热量之比 Q1Q2。 单元训练金卷·高三·物理(B)卷 第十一单元第十一单元 答答 案案 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 913 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1【答案】B 【解析】金属探测器和安检门都利用了涡流；用来冶炼合金钢的真空冶炼炉利用炉内的金属中 产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化；变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠压而成，是为了减小 涡流，故 B 正确。 2【答案】D 【解析】磁铁靠近回路，回路磁通量增大，根据楞次定律，导体棒阻碍磁通量增加，所以面积 会减小，所以 P、Q 相互靠近，导体棒在安培力作用下运动，所以安培力沿水平方向，A、B 错误； 根据能量守恒有： 22 0 11 2 22 MghMvmvQ ，解得： 22 0 1 () 2 QMghMvmv ，C 错误；相互靠近过 程中，回路磁感应强度增大，磁通量增大，D 正确。 3【答案】D 【解析】如果是恒定直流电源，则线圈 P 中不可能有感应电流，选项 A 错误；线圈中没有感应 电流，说明磁通量的变化率为零，即穿进与穿出的磁通量抵消，线圈 P 在直线 AC 上的不同位置保 持静止(线圈平面与地面平行)，线圈中没有感应电流，说明金属管线沿 AC 走向，选项 B 错误 ； 当线 圈平面与射线 BD 成 45°角时，线圈中感应电流消失，由几何关系知，金属管线的埋覆深度为L， 2 2 选项 C 错误；线圈 P 在 D 处，如果它与地面夹角为 45°(与题中所述线圈平面与射线 BD 成 45°角的 情况下的平面垂直)时， 线圈就与磁感线垂直， 穿过 P 的磁通量最大， P 中的感应电流就最大， 选项 D 正确。 4【答案】C 【解析】设导体杆转动的角速度为 ，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势 E Br2， 1 2 电流 I ，回路中的电功率 PEI，设维持导体杆匀速转动的外力为 F，则有 PF ，vr，联立 E R v 2 解得 FBr，选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。 P R 2 PR Br2 5【答案】B 【解析】设线圈电阻为 R，完全进入磁场时的速度为 vx.线圈在穿过磁场的过程中所受的合外力 为安培力。对于线圈进入磁场的过程，根据动量定理可得FtBaBamvxmv0，对 R Ba2 R 于线圈穿出磁场的过程， 据动量定理可得FtBaBamvmvx， 联立可得vx， R Ba2 R v0v 2 选项 B 正确。 6【答案】C 【解析】图甲中，断开开关 S1瞬间，灯 A1突然闪亮，所以断开开关 S1之前，电路处于稳定状 态时，流经 L1的电流大于流经 A1的电流，L1的电阻值小于 A1的阻值，A、B 选项错误；图乙中， 闭合开关 S2，最终完全相同的灯 A2与 A3的亮度相同，即最终 A2与 A3的电流相同，所以变阻器 R 与 L2的电阻值相同，C 选项正确；闭合 S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，L2中电流小于变阻器 R 中 电流，D 选项错误。 7【答案】A 【解析】从静止开始释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则可知，电阻 R 中 的感应电流方向由 c 到 a，故 A 错误；设导体棒所受的安培力大小为 F，根据牛顿第二定律得：物 块的加速度 2 mgF a m ，当 F0，即刚释放导体棒时，a 最大，最大值为 1 2 g ，故 B 正确；物块和 滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有 mgF，而 FBIl， Blv I R ，解得物体下 落的最大速度为 22 2mgR v B I ，故 C 正确；通过电阻 R 的电量 Blh qItt R tR ，故 D 正确。 8【答案】D 【解析】当 a 棒进入磁场中做切割磁感线运动时，由右手定则可判断感应电流的方向为垂直纸 面向外，当 a 棒离开磁场时 b 棒刚好进入磁场，同理可判断通过 a 棒的电流方向为垂直纸面向里， 故通过 a 棒的电流方向会发生改变，故 A 错误；a 棒从斜面静止释放过程中有：，解得1 2 2 进入水平轨道的速度大小为， a 棒进入磁场后受到安培力和摩擦力的作用做减速运动， 刚进 2 入磁场时速度最大，最大感应电动势为，此时 a 棒作为等效电源，b 棒与电阻 c 并 2 联，并联电阻大小为 ，则总电阻为，故 a 棒两端的最大电压为， 2 2 + 3 2 2 3 2 1 3 2 3 故 B 错误；a 棒进入磁场后做减速运动，根据可知，电流逐渐减小，故电阻 c 消耗的电 总 总 功率由逐渐减小 ； 当 a 棒离开磁场时 b 棒刚好进入磁场，此时 b 棒的速度与 a 棒刚2( 总 ) 2 进入磁场时的速度相等，则电阻 c 消耗的电功率仍由逐渐减小，故电阻 c 消耗的电功率( 总 ) 2 并非一直减小，故 C 错误 ； 由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量为，总2 2 且，其中，则电阻 c 产生的焦耳热为总 2 + 2 + (2)262 2 ，故 D 正确。1 6总 ( ) 3 9【答案】AC 【解析】线圈中通电瞬间，由安培定则可知，磁场方向向左，通过金属环的磁通量增加，从左 侧看，环中有顺时针方向的感应电流，A 正确；同向电流相互吸引，故线圈有收缩的趋势，B 错误； 因铜环的电阻小，故铜环中感应电流大，受到的安培力大，C 正确；若金属环出现断裂，就不能构 成闭合回路，环中有感应电动势，但无感应电流，不受安培力作用，是不会被向左弹出的，D 错误。 10【答案】AD 【解析】杆 ab 切割磁感线产生的最大感应电动势为 EmBhv，又 vr，解得 Em2 V； 因为 B 的大小及 v 的大小均不变，所以最大电动势的大小不变，且电动势的有效值 EEm2 V，选项 B 错 误；电流表 A 的示数为 I A1 A，选项 A 正确；PRI2R12×1.5 W1.5 W，选 E RR1 2 1.50.5 项 C 错误 ； 在圆柱体转过一周的时间内，流过电流表 A 的平均电流为零，即流过电表 A 的总电荷量 为零，选项 D 正确。 11【答案】BD 【解析】 由于虚线位置是经过 到达的， 若线框顺时针方向转动时， 通过线框 T 8 的磁通量是变小的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相同，即感 应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据安培定则，我们可以判断出感应电 流的方向为：EHGFE，故 A 错误；根据法拉第电磁感应定律得：平均感 应电动势E， OCa， OA a， ABAC；根据几何关系找 出有磁场穿 t BS t 2 2 1 2 过面积的变化S(32)a2，解得：E，故 B 正确，C 错误；通过导线框横截2 8（32 2 ）a2B T 面的电荷量 q t t· ，故 D 正确。I E R 8（32 2 ）a2B T·R T 8 （32 2 ）a2B R 12【答案】AD 【解析】由于 PQ 进入磁场时加速度为零，若 PQ 出磁场时 MN 仍然没有进入磁场，则 PQ 出磁 场后至 MN 进入磁场的这段时间，由于磁通量 不变，无感应电流。由于 PQ、MN 同一位置释放， 故 MN 进入磁场时与 PQ 进入磁场时的速度相同， 所以电流大小也应该相同， A 正确、 B 错误 ； 若 PQ 出磁场前 MN 已经进入磁场，由于磁通量 不变，PQ、MN 均加速运动，PQ 出磁场后，MN 由于加 速故电流比 PQ 进入磁场时电流大，故 C 正确、D 错误。 13【答案】BC 【解析】根据 Bt 图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在 t0时刻， 磁场的方向发生变化，故安培力方向 FA的方向在 t0时刻发生变化，则 A 错误，B 正确 ； 由闭合电路 欧姆定律得 ： E I R ， 又根据法拉第电磁感应定律得 ： 2 2 Br E tt ， 又根据电阻定律得 ： 2 r R S ， 联立得： 0 0 4 B rS I t ，则 C 正确，D 错误。 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 14【解析】(1)金属棒速度最大时，在轨道切线方向上所受合力为 0，则有 mgcosBIL (2 分) 解得 I2 A，流经 R 的电流方向为 aRb。(3 分) mgcos BL (2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中，穿过回路的磁通量变化量为 BSB·L· (1 分) r 2 BLr 2 平均电动势为 (1 分)E t 平均电流为 (1 分)I E RR0 则流经电阻 R 的电荷量 q t0.1 (1 分)I RR0 BLr 2（RR0） 解得整个回路中的总电阻为 RR02.5 。 (1 分) 15【解析】(1)金属棒上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电量 q0.1 C，即金属棒中 通过的电量为 2q， 设金属棒中的平均电流为： (2 分)I E R Rt BLsmax Rt 通过金属棒的电量为： t2q (2 分)I 联立解得：smax2 m。 (2 分) (2)上端电阻与下端电阻相等，并联后电阻为 1 ，再与金属棒的电阻 r2 串联，外电路产生 的焦耳热为全电路焦耳热的 ，上端电阻产生的焦耳热 Q 又为外电路焦耳热的 ，设全电路产生的焦 1 3 1 2 耳热为 6Q。由能量守恒可知： mg(sincos)smax6Q mv (2 分) 1 2 2 0 解得：Q5 J。 (2 分) 16【解析】(1)01 s 内，由图象得：0.8 T/s (1 分) B t 根据法拉第电磁感应定律：E2 V (1 分) LdB t 回路电流：I2 A。 (1 分) E Rr (2)F安BIL1.6 N (1 分) 根据受力平衡，拉力 F1.6 N，方向：水平向右 (2 分) (3)1 s 后导体棒做变加速直线运动，当受力平衡速度达最大，B0.8 T，则由电磁感应定律： EBLv(1 分) 最终匀速运动时：FBIL (1 分) 代入数据得：I2 A I (1 分) BLv （Rr） 代入数据得：v2.5 m/s 根据能量守恒定律：W mv2QrQR (1 分) 1 2 代入数据得：QrQR5 J， 1 (1 分) QR Qr R r 联立解得：QR2.5 J。(1 分) 17【解析】(1)设虚线 2、3 之间的距离为 x，导体棒由虚线 2 运动到虚线 3 的过程中，导体棒 由虚线 2 运动到虚线 3 的过程中加速度大小为 a1、导体棒由虚线 3 运动到虚线 2 的过程中加速度大 小为 a2，则由牛顿第二定律得： 1 1 sin30 6 mgmgma (1 分) 2 1 sin30 6 mgmgma (1 分) 解得： 1 2 3 ag ， 2 1 3 ag 由 2 11 02va x ，可得： 1 4 3 vgx (1 分) 由 2 22 2va x ，可得 2 2 3 vgx (1 分) 因此 v1v2 21 (1 分) (2)设导体棒的长度为 L，导体棒沿导轨向上运动经过虚线 1 时的速度为 v0，加速度大小为 a3， 则此时的感应电动势 E1BLv0 由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流 01 1 BLvE I RR 此时导体棒所受安培力大小为 F1BI1L 22 0 B L v R ，方向沿导轨向下 (1 分) 由牛顿第二定律得： 13 1 sin30 6 mgmgFma (1 分) 由题意可知导体棒由虚线 3 刚回到虚线 2 时速度大小为 v2，此时的感应电动势为 E2BLv2 回路中的电流 22 2 EBLv I RR 此时导体棒所受安培力的大小为 F2BI2L 22 2 B L v R ，方向沿导轨向上 (1 分) 由力的平衡条件可得： 2 1 sin30 6 mgmgF 又因为 v1v2 21，v0v121 联立解得： 3 22 2 3 ag (1 分) 设导体棒刚好到达虚线 2 时的加速度为 a4，根据牛顿第二定律则有： 22 1 4 1 sin30 6 B L v mgmgma R 解得： 4 22 3 ag (1 分) 所以 34 :(22 2):(22)aa (1 分) (3)设虚线 1 和虚线 2 之间的距离为 d，导体棒沿导轨向上穿过此区域时，由功能关系可知： 22 101 111 sin30 622 mgdmgdQmvmv (1 分) 导体棒由虚线 2 运动到虚线 3 的过程中，由功能关系可得： 2 1 11 sin3022 62 mgdmgdmv (1 分) 解得： 1 10 3 Qmgd (1 分) 导体棒由虚线 2 运动到虚线 1 的过程中，由功能关系可得： Q2W2F2d 1 3 mgd (1 分) 所以：Q1Q2101。(1 分)