第9講電磁感應(yīng)規(guī)律與綜合應(yīng)用（原卷版）

第9講電磁感應(yīng)規(guī)律與綜合應(yīng)用【選考真題】（2022?浙江）如圖所示，將一通電螺線(xiàn)管豎直放置，螺線(xiàn)管內(nèi)部形成方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝kt的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在內(nèi)部用絕緣輕繩懸掛一與螺線(xiàn)管共軸的金屬薄圓管，其電阻率為ρ、高度為h、半徑為r、厚度為d（d?r），則（）A．從上向下看，圓管中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较駼．圓管的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為kπC．圓管的熱功率大小為πdhD．輕繩對(duì)圓管的拉力隨時(shí)間減小（2022?浙江）艦載機(jī)電磁彈射是現(xiàn)代航母最先進(jìn)的彈射技術(shù)，我國(guó)在這一領(lǐng)域已達(dá)到世界先進(jìn)水平。某興趣小組開(kāi)展電磁彈射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，如圖1所示，用于推動(dòng)模型飛機(jī)的動(dòng)子（圖中未畫(huà)出）與線(xiàn)圈絕緣并固定，線(xiàn)圈帶動(dòng)動(dòng)子，可在水平導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)。線(xiàn)圈位于導(dǎo)軌間的輻向磁場(chǎng)中，其所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。開(kāi)關(guān)S與1接通，恒流源與線(xiàn)圈連接，動(dòng)子從靜止開(kāi)始推動(dòng)飛機(jī)加速，飛機(jī)達(dá)到起飛速度時(shí)與動(dòng)子脫離；此時(shí)S擲向2接通定值電阻R0，同時(shí)施加回撤力F，在F和磁場(chǎng)力作用下，動(dòng)子恰好返回初始位置停下。若動(dòng)子從靜止開(kāi)始至返回過(guò)程的v﹣t圖如圖2所示，在t1至t3時(shí)間內(nèi)F＝（800﹣10v）N，t3時(shí)撤去F。已知起飛速度v1＝80m/s，t1＝1.5s，線(xiàn)圈匝數(shù)n＝100匝，每匝周長(zhǎng)l＝1m，飛機(jī)的質(zhì)量M＝10kg，動(dòng)子和線(xiàn)圈的總質(zhì)量m＝5kg，R0＝9.5Ω，B＝0.1T，不計(jì)空氣阻力和飛機(jī)起飛對(duì)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度的影響，求（1）恒流源的電流I；（2）線(xiàn)圈電阻R；（3）時(shí)刻t3。（2022?浙江）如圖所示，水平固定一半徑r＝0.2m的金屬圓環(huán)，長(zhǎng)均為r，電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過(guò)圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上，并隨軸以角速度ω＝600rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距l(xiāng)1的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C＝0.09F的電容器，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S可分別與接線(xiàn)柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為l1、長(zhǎng)度為l2、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab，磁場(chǎng)區(qū)域外有間距也為l1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置“[”形金屬框fcde。棒ab長(zhǎng)度和“[”形框的寬度也均為l1、質(zhì)量均為m＝0.01kg，de與cf長(zhǎng)度均為l3＝0.08m，已知l1＝0.25m，l2＝0.068m，B1＝B2＝1T、方向均為豎直向上；棒ab和“[”形框的cd邊的電阻均為R＝0.1Ω，除已給電阻外其他電阻不計(jì)，軌道均光滑，棒ab與軌道接觸良好且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與軌道垂直。開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S和接線(xiàn)柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到2，電容器放電，棒ab被彈出磁場(chǎng)后與“[”形框粘在一起形成閉合框abcd，此時(shí)將S與2斷開(kāi)，已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場(chǎng)。（1）求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個(gè)極板（M或N）帶正電？（2）求電容器釋放的電荷量ΔQ；（3）求框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)后，ab邊與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界的最大距離x?！疽c(diǎn)提煉】一、求電荷量的三種方法1.q＝It(式中I為回路中的恒定電流，t為時(shí)間)(1)由于導(dǎo)體棒勻速切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而使得閉合回路中的電流恒定，根據(jù)電流定義式可知q＝It。(2)閉合線(xiàn)圈中磁通量均勻增大或減小且回路中電阻保持不變，則電路中的電流I恒定，t時(shí)間內(nèi)通過(guò)線(xiàn)圈橫截面的電荷量q＝It。2.q＝neq\f(ΔΦ,R)(其中R為回路電阻，ΔΦ為穿過(guò)閉合回路的磁通量變化量)(1)閉合回路中的電阻R不變，并且只有磁通量變化為電路提供電動(dòng)勢(shì)。(2)從表面來(lái)看，通過(guò)回路的磁通量與時(shí)間無(wú)關(guān)，但ΔΦ與時(shí)間有關(guān)，隨時(shí)間而變化。3.Δq＝CBLΔv(式中C為電容器的電容，B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)的長(zhǎng)度，Δv為導(dǎo)體棒切割速度的變化量)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電容器接在切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體棒兩端，不計(jì)一切電阻，電容器兩極板間電壓等于導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E，通過(guò)電容器的電流I＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(CΔU,Δt)，又E＝BLv，則ΔU＝BLΔv，可得Δq＝CBLΔv。二、求解焦耳熱Q的三種方法【方法指導(dǎo)】一、電磁感應(yīng)中電路綜合問(wèn)題1.等效電源的分析(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律算出E的大小。等效電源兩端的電壓等于路端電壓，一般不等于電源電動(dòng)勢(shì)，除非切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體(或線(xiàn)圈)電阻為零。(2)用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，從而確定電源正負(fù)極。感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向，要特別注意在等效電源內(nèi)部，電流由負(fù)極流向正極。(3)明確電源內(nèi)阻r。2.電路結(jié)構(gòu)的分析(1)分析內(nèi)、外電路，以及外電路的串并聯(lián)關(guān)系，畫(huà)出等效的電路圖。(2)應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識(shí)和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解。二、分析線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩大關(guān)鍵1.分析電磁感應(yīng)情況：弄清線(xiàn)框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否有磁通量不變的階段，線(xiàn)框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生，結(jié)合閉合電路歐姆定律列方程解答。2.分析導(dǎo)線(xiàn)框的受力以及運(yùn)動(dòng)情況，選擇合適的力學(xué)規(guī)律處理問(wèn)題：在題目中涉及電荷量、時(shí)間以及安培力為變力時(shí)應(yīng)選用動(dòng)量定理處理問(wèn)題；如果題目中涉及加速度的問(wèn)題時(shí)選用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題比較方便。三、解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題的“看到”與“想到”1.看到“磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化”，想到“eq\f(ΔB,Δt)＝k為定值”。2.看到“線(xiàn)圈(回路)中磁通量變化”時(shí)，想到“增反減同”。3.看到“導(dǎo)體與磁體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)”時(shí)，想到“來(lái)拒去留”。4.看到“回路面積可以變化”時(shí)，想到“增縮減擴(kuò)”?！纠}精析】考點(diǎn)一楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)與環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)固定在同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中通有如圖所示方向的電流，當(dāng)電流大小均勻增大時(shí)（）A．環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)有擴(kuò)張的趨勢(shì)B．環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小保持不變C．環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)中的感應(yīng)電流大小保持不變某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示點(diǎn)火裝置。在一個(gè)用許多薄硅鋼片疊合而成的直條形鐵芯上套有兩個(gè)彼此絕緣且靠近的線(xiàn)圈A和B，調(diào)節(jié)觸點(diǎn)K與帶有鐵頭的彈簧片P恰好接觸，合上開(kāi)關(guān)S后，就能在火花塞的兩電極M、N之間產(chǎn)生火花。關(guān)于該設(shè)計(jì)方案，下列說(shuō)法正確的是（）A．不可行，因?yàn)殡娫词侵绷麟夿．不可行，因?yàn)閮蓚€(gè)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有變化C．可行，且A的匝數(shù)比B多時(shí)，點(diǎn)火效果更好D．可行，且M、N做成針狀時(shí)，點(diǎn)火效果更好（多選）如圖所示，水平導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m＝0.1πkg、長(zhǎng)L＝1m、電阻Rab＝0.25Ω，其兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在豎直平行正對(duì)放置的兩光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為r＝1m、電阻不計(jì)。阻值R＝0.25Ω的電阻用導(dǎo)線(xiàn)與圓環(huán)相連接，理想交流電壓表V接在電阻R兩端。整個(gè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。導(dǎo)體棒ab在外力F作用下以速率v＝1m/s繞兩圓環(huán)的中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，ab在圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)記為t＝0時(shí)刻，重力加速度為g＝10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體棒中的電流I＝2sint（A）B．電壓表的示數(shù)為22C．從t＝0到0.5πs的過(guò)程中通過(guò)R的電量為2CD．從t＝0到0.5πs的過(guò)程中外力F做功為1.5πJ為了提高自行車(chē)夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種發(fā)電裝置為車(chē)燈供電。方式一：如圖甲所示，固定磁極N、S在中間區(qū)域產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.1T，矩形線(xiàn)圈abcd固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸過(guò)ab邊中點(diǎn)，與ad邊平行，轉(zhuǎn)軸一端通過(guò)半徑r0＝1.0cm的摩擦小輪與車(chē)輪邊緣相接觸，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)摩擦小輪帶動(dòng)線(xiàn)圈發(fā)電，使L1、L2兩燈發(fā)光。已知矩形線(xiàn)圈N＝100匝，面積S＝10cm2，線(xiàn)圈abcd總電阻R0＝2Ω，小燈泡電阻均為R＝2Ω方式二：如圖乙所示，自行車(chē)后輪由半徑r1＝0.15m的金屬內(nèi)圈、半徑r2＝0.45m的金屬外圈（可認(rèn)為等于后輪半徑）和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間沿同一直徑接有兩根金屬條，每根金屬條中間分別接有小燈泡L1、L2，阻值均為R＝2Ω。在自行車(chē)支架上裝有強(qiáng)磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝1T、方向垂直紙面向里的“扇形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)，張角θ＝90°。以上兩方式，都不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求：（1）“方式一”情況下，當(dāng)自行車(chē)勻速騎行速度v＝6m/s時(shí)，小燈泡L1的電流有效值I1；（2）“方式二”情況下，當(dāng)自行車(chē)勻速騎行速度v＝6m/s時(shí)，小燈泡L1的電流有效值I1′；（3）在兩種情況下，若自行車(chē)以相同速度勻速騎行，為使兩電路獲得的總電能相等，“方式一”騎行的距離S1和“方式二”騎行的距離S2之比?？键c(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題如圖所示，空間分布著方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，EF是其右邊界。半徑為r的單匝圓形金屬線(xiàn)圈垂直于磁場(chǎng)放置，線(xiàn)圈的圓心O在EF上；另有一根長(zhǎng)為2r的導(dǎo)體桿與EF重合，桿兩端點(diǎn)a、b通過(guò)電刷與圓形線(xiàn)圈連接，線(xiàn)圈和導(dǎo)體桿單位長(zhǎng)度電阻相同。情況1：導(dǎo)體直桿不動(dòng)，線(xiàn)框繞EF軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示；情況2：線(xiàn)圈不動(dòng)，導(dǎo)體桿繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。兩情況均從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，關(guān)于導(dǎo)體桿ab兩端點(diǎn)的電壓Uab情況，下列說(shuō)法正確的是（）A．情況1產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖甲，情況2產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖丙B．情況1產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖乙，情況2產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖丁C．情況1產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖甲，情況2產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖丁D．情況1產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖乙，情況2產(chǎn)生的Uab﹣t圖象為圖丙如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，t＝0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲向2，分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小，則圖所示的圖象中正確的是（）A．B．C．D．如圖所示，在光滑的水平面上，放置一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)電線(xiàn)圈，線(xiàn)圈電阻不變，右側(cè)有垂直水平面向下、寬度為2l的有界磁場(chǎng)，建立一與磁場(chǎng)邊界垂直的坐標(biāo)軸Ox，O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨坐標(biāo)位置的變化關(guān)系為B＝kx（k為常數(shù)），線(xiàn)圈在水平向右的外力F作用下沿x正方向勻速穿過(guò)該磁場(chǎng)。此過(guò)程中線(xiàn)圈內(nèi)感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖像（以順時(shí)針為正方向），拉力F的功率p隨線(xiàn)圈位移x變化的圖像可能正確的是（）A．B．C．D．如圖所示，垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)右邊界為直線(xiàn)，左邊界為折線(xiàn)，折線(xiàn)與水平線(xiàn)的夾角均為45°，一個(gè)正方形導(dǎo)線(xiàn)框的邊長(zhǎng)與磁場(chǎng)最小寬度MN均為l，線(xiàn)框從圖示位置沿水平線(xiàn)向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，規(guī)定線(xiàn)框中逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則感應(yīng)電流隨運(yùn)動(dòng)距離的變化圖像為（）A．B．C．D．考點(diǎn)三電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用如圖所示，AD與A1D1為水平放置的無(wú)限長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌，DC與D1C1為傾角為θ＝37°的平行金屬導(dǎo)軌，兩組導(dǎo)軌的間距均為l＝1.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。質(zhì)量為m1＝0.35kg、電阻為R1＝1Ω的導(dǎo)體棒ab置于傾斜導(dǎo)軌上，質(zhì)量為m2＝0.4kg、電阻為R2＝0.5Ω的導(dǎo)體棒cd置于水平導(dǎo)軌上，輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑滑輪一端與cd的中點(diǎn)相連、另一端懸掛一輕質(zhì)掛鉤。導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2T．初始時(shí)刻，棒ab在傾斜導(dǎo)軌上恰好不下滑。（g取10m/s2，sin37°＝0.6）（1）求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）在輕質(zhì)掛鉤上掛上物體P，細(xì)繩處于拉伸狀態(tài)，將物體P與導(dǎo)體棒cd同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)P的質(zhì)量不超過(guò)多大時(shí)，ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài)？（導(dǎo)體棒cd運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ab、cd一直與DD1平行，且沒(méi)有與滑輪相碰。）（3）若P的質(zhì)量取第（2）問(wèn)中的最大值，由靜止釋放開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝1s時(shí)cd已經(jīng)處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，求在這1s內(nèi)ab上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？如圖所示，兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.4m豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌末端P、Q兩點(diǎn)用兩根等長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)懸掛金屬棒cd．棒cd的質(zhì)量為0.01kg，長(zhǎng)為0.2m，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里。相距0.2m的水平線(xiàn)MN和JK之間的區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為0.02kg、阻值為0.3Ω的金屬棒ab從虛線(xiàn)MN上方0.2m高處，由靜止開(kāi)始釋放，下落過(guò)程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。結(jié)果棒ab在t1時(shí)刻從上邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，在t2時(shí)刻從下邊界JK離開(kāi)磁場(chǎng)，g取10m/s2．求：（1）在0～t1時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；（2）在t1～t2時(shí)間內(nèi)，棒cd受到細(xì)導(dǎo)線(xiàn)的總拉力為多大；（3）棒cd在0～t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。如圖甲所示，平行導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′固定在水平面內(nèi)，左端MM′接有一個(gè)R＝2Ω的定值電阻，半徑均為r＝0.5m絕緣半圓形軌道NP、N′P′平滑連接于N、N′點(diǎn)且固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L＝1m。定值電阻R的右邊有一個(gè)寬度d1＝0.5m的磁場(chǎng)B1，方向向下，其變化規(guī)律如圖乙所示。在該磁場(chǎng)右邊一根質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻也為2Ω、長(zhǎng)為1m的導(dǎo)體棒ab置于水平導(dǎo)軌的某處，距離導(dǎo)體棒右端x＝1m處有一寬度為d2＝1m、方向豎直向下的恒定磁場(chǎng)B2＝1T。導(dǎo)體棒ab在與棒垂直、大小為2N的水平恒力F作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)至AA′時(shí)撤去F，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2。導(dǎo)體棒滑出勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2并與靜止在半圓形軌道NP、N′P′最底端的質(zhì)量也為m的絕緣棒cd發(fā)生碰撞并粘在一起，之后一起滑上半圓形軌道。已知導(dǎo)體棒ab初始位置到AA′間軌道粗糙且動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，其他軌道均光滑。（1）導(dǎo)體棒ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2前通過(guò)電阻R的電流大小和方向；（2）試判斷導(dǎo)體棒能否到達(dá)圓弧的最高點(diǎn)PP′。若能，求出導(dǎo)體棒的第一次落地點(diǎn)距NN′的距離；若不能則判斷導(dǎo)體棒能否穿出磁場(chǎng)B2；（3）整個(gè)過(guò)程中電路產(chǎn)生的焦耳熱?！緩?qiáng)化專(zhuān)練】如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一半徑小于R的圓形導(dǎo)線(xiàn)環(huán)沿著它們圓心連線(xiàn)的方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，關(guān)于導(dǎo)線(xiàn)環(huán)中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系，下列圖象中（以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍┳罘蠈?shí)際的是（）A．B．C．D．如圖所示，abcd是電阻不計(jì)的金屬絲制成的正方形線(xiàn)框。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN的長(zhǎng)度為l，電阻為R，可在ac邊與bd邊上無(wú)摩擦的滑動(dòng)，且接觸良好。線(xiàn)框處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。MN在力F的作用下，在ab與cd之間運(yùn)動(dòng)，且MN都與ab平行，其v﹣t圖線(xiàn)是如圖2所示的周期為T(mén)的余弦曲線(xiàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．棒兩端M、N的電勢(shì)差UMN是周期變化的B．0～T2時(shí)間內(nèi)，電阻消耗的焦耳熱為C．t＝T時(shí)，電阻消耗的電功率為BD．0～34T時(shí)間內(nèi)，外力做功為如圖所示，KLMN是一個(gè)豎直的電阻為R的單匝矩形導(dǎo)體線(xiàn)框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)框面積為S，KL邊水平，線(xiàn)框繞某豎直固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）。下列說(shuō)法正確的是（）A．在圖示位置時(shí)線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為12BSB．在圖示位置時(shí)，線(xiàn)框中電流的方向是KLMNKC．從圖示位置繼續(xù)旋轉(zhuǎn)30°的過(guò)程中，線(xiàn)框中的平均電流為(D．該線(xiàn)框連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電的電流的有效值為2如圖，是電子感應(yīng)加速器的示意圖，上圖是側(cè)視圖，下圖是真空室的俯視圖，如果從上向下看，要實(shí)現(xiàn)電子沿逆時(shí)針?lè)较蛟诃h(huán)中加速運(yùn)動(dòng)。那么電磁鐵線(xiàn)圈中的電流應(yīng)滿(mǎn)足（）A．與圖示線(xiàn)圈中電流方向一致，電流在減小B．與圖示線(xiàn)圈中電流方向一致，電流在增大C．與圖示線(xiàn)圈中電流方向相反，電流在減小D．與圖示線(xiàn)圈中電流方向相反，電流在增大汽車(chē)自動(dòng)控制剎車(chē)系統(tǒng)（ABS）的原理如圖所示．鐵質(zhì)齒輪P與車(chē)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，右端有一個(gè)繞有線(xiàn)圈的磁體（極性如圖），M是一個(gè)電流檢測(cè)器．當(dāng)車(chē)輪帶動(dòng)齒輪P轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靠近線(xiàn)圈的鐵齒被磁化，使通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增大，鐵齒離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)又使磁通量減小，從而能使線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)電子裝置放大后即能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制剎車(chē)．齒輪從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)到下一個(gè)鐵齒正對(duì)線(xiàn)圈的過(guò)程中，通過(guò)M的感應(yīng)電流的方向是（）A．總是從左向右B．總是從右向左C．先從右向左，然后從左向右D．先從左向右，然后從右向左如圖所示，這是感受電磁阻尼的銅框?qū)嶒?yàn)的簡(jiǎn)化分析圖，已知圖中矩形銅框（下邊水平）的質(zhì)量m＝2g、長(zhǎng)度L＝0.05m、寬度d＝0.02m、電阻R＝0.01Ω，該銅框由靜止釋放時(shí)銅框下邊與方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊界的高度差h＝0.2m，磁場(chǎng)上、下水平邊界間的距離D＝0.27m，銅框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度大小g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A．銅框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5TC．銅框下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為3m/sD．銅框下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流為0.3A為了使靈敏電流計(jì)的指針在零刻度附近快速停下，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用“電磁阻尼“來(lái)實(shí)現(xiàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩種方案，甲方案：在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁板，磁場(chǎng)位于零刻度中間；乙方案：在指針轉(zhuǎn)軸上裝上扇形鋁框，磁場(chǎng)位于零刻度中間。下列說(shuō)法正確的是（）A．甲方案中，鋁板擺動(dòng)時(shí)磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．甲方案中，鋁板擺動(dòng)時(shí)都能產(chǎn)生渦流，起電磁阻尼的作用C．乙方案中，鋁框小幅度擺動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．乙方案比甲方案更合理如圖所示，在兩根相距為l的豎直金屬導(dǎo)軌間的三個(gè)相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅲ磁感應(yīng)強(qiáng)方向垂直紙面向內(nèi)，磁場(chǎng)Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，每個(gè)矩形區(qū)域的高度均為h。在磁場(chǎng)Ⅰ上方一定高度處并排放著兩根質(zhì)量相同、長(zhǎng)度均為l的金屬棒ab和cd，ab棒