20xx粵教版高中物理選修一第一章電磁感應(yīng)單元測(cè)試(更新版)
【正文】 ＝ B2L2（ v1－ v2）R ，速度恒定時(shí)有： B2L2（ v1－ v2）R ＝ f，可得： v2＝ v1－fRB2L2 ， （ 2） fm＝ B2L2v1R ， （ 3） P 導(dǎo)體棒 ＝ Fv2＝ f?? ??v1－ fRB2L2 ， P 電路 ＝ E2/R＝ B2L2（ v1－ v2）2R ＝f2RB2L2 ， （ 4） 因?yàn)?B2L2（ v1－ v2）R － f＝ ma，導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有 v1－ v2 為常數(shù)，設(shè)為 ?v，a＝ vt＋ ?vt ，則 B2L2（ at－ vt）R － f＝ ma，可解得： a＝B2L2 vt＋ fRB2L2t－ mR 。 解：（ 1）以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場 I 中切割磁感線，棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒 ab 從 A 下落 r/2 時(shí)，導(dǎo)體棒在策略與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得 mg－ BIL＝ ma， 式中 l＝ 3 r 1BlvI R?總 式中 8 4 48 4 4R R RR R R R?總 （ ＋ ）＝ ＋ （ ＋ ）＝ 4R 由以上各式可得到 22134B r vag mR= － （ 2）當(dāng)導(dǎo) 體棒 ab 通過磁場 II 時(shí)，若安培力恰好等于重力，棒中電流大小始終不變，即 222422 ttB r v B r vm g B I r B rRR??? ? ? ? ? ?并 并 式中 1 2 4 31 2 4RRRR?并 ＝ ＝＋ 解得 2 2 2 2344t m g R m g Rv B r B r??并 導(dǎo)體棒從 MN 到 CD 做加速度為 g 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有 222 2tv v gh?? 得 222 244932 2vm grh B r g?? 此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為 222234Gt m g RP m g v Br?? 根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率，即 12 GP P P P? ? ?電 ＝ 222234mg RBr 所以，2 34 GPP?＝ 2222916mg RBr （ 3）設(shè)導(dǎo)體棒 ab 進(jìn)入磁場 II 后經(jīng)過時(shí)間 t 的速度大小 為 tv? ，此時(shí)安培力大小為 224 3 tB r vF R ??? 由于導(dǎo)體棒 ab 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有 3tv v at??? 根據(jù)牛頓第二定律，有 F＋ mg－ F′＝ ma 即 22 34 ( )3B r v a tF m g m aR ?? ? ? 由以上各式解得 [來源 :.] 222 2 2 2 33 444( ) ( )3 3 3B r vB r B r aF a t v m g a t m a m gR R R? ? ? ? ? ? ? ? 24 （ 14 分）如圖所示，長為 L．電阻為 r = 歐．質(zhì)量為 m = 千克的金屬棒 CD 垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是 L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有 R＝ 歐的電阻，量程為 0－ 安的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為 0－ 伏的電壓表接在電阻R 的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面，現(xiàn)以向右恒定外力 F 使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以 V＝ 2 米／秒的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿 偏，而另一個(gè)電表未滿偏，問： [來源 :.. K] （ 1）此滿偏的電表是什么表？說明理由。 （ 14 分） 水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為 L，一端通過導(dǎo)線與阻值為 R 的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為 m 的金屬桿（見右上圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場豎直向下 . 用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力 F 作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng) .當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度 v 也會(huì)變化， v 和 F 的關(guān)系如右下圖 . （ 取重力加速度 g = 10m/s2） （ 1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？ （ 2）若 m = ， L = ， R = ?；磁感應(yīng)強(qiáng)度 B為多大？ （ 3）由 v— F 圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？ （ 1）變速度運(yùn)動(dòng)， （ 2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ?＝ BLv，感應(yīng)電流為 I＝ ?/R，安培力為 Fm＝ BIL＝ B2L2vR ， 由圖線可知桿受拉力、安 培力和阻力作用， 勻速時(shí)合力為零， F＝ B2L2vR ＋ f， [來源 :學(xué) .XK] 所以 v＝ RB2L2 （ F－ f），由圖線直接得出斜率為 k＝ 2，所以 B＝ RkL2 ＝ 1 T， （ 3）由截距可以求得桿所受阻力為 f＝ 2 N，動(dòng)摩擦因數(shù)為
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