《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（粤教版）练习：模块综合检测（一） Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（粤教版）练习：模块综合检测（一） Word版含解析.pdf（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、模块综合检测模块综合检测(一一) (时间：时间：90 分钟 分值：分钟 分值：100 分分) 一、单项选择题一、单项选择题(本大题共本大题共 8 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 32 分在每 小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 分在每 小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分， 选错或不答的得 分， 选错或不答的得 0 分分) 1有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可 能是 有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可 能是( ) A金属导体 金属导体 B绝缘体绝缘体 C半导体半导体 D超导体超导体 解析：解析
2、：金属导体温度升高时电阻增加；绝缘体温度升高时电阻保 持绝缘；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻为零不变， 高于临界温度，温度升高电阻往往增加；半导体材料受到光照或者温 度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多 的空穴，于是导电性能明显增强，电阻却大幅度减小 金属导体温度升高时电阻增加；绝缘体温度升高时电阻保 持绝缘；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻为零不变， 高于临界温度，温度升高电阻往往增加；半导体材料受到光照或者温 度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多 的空穴，于是导电性能明显增强，电阻却大幅度减小 答案：答案：C 2某交流发
3、电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所 示，下列说法中正确的是 某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所 示，下列说法中正确的是( ) A交变电流的频率为交变电流的频率为 0.02 Hz B交变电流的瞬时表达式为交变电流的瞬时表达式为 i5cos 50t (A) C在在 t0.01 s 时，交流发电机线圈位于中性面时，交流发电机线圈位于中性面 D在在 t0.015 s 时，电流改变方向时，电流改变方向 解析 ：解析 ： 由图象可知， 交流电的周期为由图象可知， 交流电的周期为 2010 3 s 0.02 s， 频率为， 频率为 f 50 Hz，故，故 A 错误 ； 交流电
4、的角频率为错误 ； 交流电的角频率为 100 rad/s，根据图，根据图 1 T 2 T 象可得，交变电流的瞬时表达式为象可得，交变电流的瞬时表达式为 i5cos t5cos 100t (A)，故，故 B 错误；在错误；在 t0.01 s 时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈 的磁通量的变化率最大， 所以交流发电机线圈垂直于中性面， 故 时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈 的磁通量的变化率最大， 所以交流发电机线圈垂直于中性面， 故C错误 ； 在 错误 ； 在 t0.015 s 时，电流改变方向，故时，电流改变方向，故 D 正确正确 答案：答案：D 3物理课上，老师做了一个奇
5、妙的“跳环实验” 如图，她把一 个带铁芯的线圈 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 如图，她把一 个带铁芯的线圈 L、开关、开关 S 和电源用导线连接起来后将一金属套环 置于线圈 和电源用导线连接起来后将一金属套环 置于线圈 L 上，且使铁芯穿过套环闭合开关上，且使铁芯穿过套环闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳 起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验， 线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致 套环未动的原因可能是 的瞬间，套环立刻跳 起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验， 线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致 套环
6、未动的原因可能是( ) A线圈接在了直流电源上线圈接在了直流电源上 B电源电压过高电源电压过高 C所选线圈的匝数过多所选线圈的匝数过多 D所用套环的材料与老师的不同所用套环的材料与老师的不同 解析：解析：在开关闭合的瞬间，线圈中的电流变大，磁场变强，穿过 金属套环的磁通量变大，在金属套环内产生感应电流感应磁场必然 阻碍原磁场的增大，所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起在实验 时电源一般采用直流电源，电压不能太大 在开关闭合的瞬间，线圈中的电流变大，磁场变强，穿过 金属套环的磁通量变大，在金属套环内产生感应电流感应磁场必然 阻碍原磁场的增大，所以金属套环会受到线圈的斥力而跳起在实验 时电源一般采用
7、直流电源，电压不能太大(以不烧导线和电源的条件下 电压大现象明显 以不烧导线和电源的条件下 电压大现象明显)，所选线圈的匝数越多，现象也越明显如果该学生，所选线圈的匝数越多，现象也越明显如果该学生 所用套环的材料为非金属，则不会观察到“跳环实验” 所用套环的材料为非金属，则不会观察到“跳环实验” 答案：答案：D 4图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和和 L2为电感线 圈实验时，断开开关 为电感线 圈实验时，断开开关 S1瞬间，灯瞬间，灯 A1突然闪亮，随后逐渐变暗 ； 闭合 开关 突然闪亮，随后逐渐变暗 ； 闭合 开关 S2， 灯， 灯 A2逐渐变
8、亮， 而另一个相同的灯逐渐变亮， 而另一个相同的灯 A3立即变亮， 最终立即变亮， 最终 A2与与 A3 的亮度相同下列说法正确的是的亮度相同下列说法正确的是( ) 图甲 图乙 图甲 图乙 A图甲中，图甲中，A1与与 L1的电阻值相同的电阻值相同 B图甲中，闭合图甲中，闭合 S1，电路稳定后，电路稳定后，A1中电流大于中电流大于 L1中电流中电流 C图乙中，变阻器图乙中，变阻器 R 与与 L2的电阻值相同的电阻值相同 D图乙中，闭合图乙中，闭合 S2瞬间，瞬间，L2中电流与变阻器中电流与变阻器 R 中电流相等中电流相等 解析：解析：断开开关断开开关 S1瞬间，灯瞬间，灯 A1突然闪亮，由于线圈
9、突然闪亮，由于线圈 L1的自感， 通过 的自感， 通过 L1的电流逐渐减小，且通过的电流逐渐减小，且通过 A1，即自感电流会大于原来通过，即自感电流会大于原来通过 A1 的电流， 说明闭合的电流， 说明闭合 S1， 电路稳定时， 通过， 电路稳定时， 通过 A1的电流小于通过的电流小于通过 L1的电流，的电流， L1的电阻小于的电阻小于 A1的电阻，的电阻，A、B 错误 ； 闭合错误 ； 闭合 S2，电路稳定时，电路稳定时，A2与与 A3 的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器 R 与与 L2的电阻值相 同， 的电阻值相 同，C 正确；闭合开关
10、正确；闭合开关 S2，A2逐渐变亮，而逐渐变亮，而 A3立即变亮，说明立即变亮，说明 L2中 电流与变阻器 中 电流与变阻器 R 中电流不相等，中电流不相等，D 错误错误 答案：答案：C 5如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏 电流表 如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏 电流表(零刻度在中间零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力和电源串联成闭合回路，当压力 F 作用于可动 膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指 针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实 作用于可动 膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导
11、致灵敏电流表指 针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实 线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流 表正接线柱流入时指针向右偏 电流从电流 表正接线柱流入时指针向右偏)( ) A向右偏到某一刻度后回到零刻度向右偏到某一刻度后回到零刻度 B向左偏到某一刻度后回到零刻度向左偏到某一刻度后回到零刻度 C向右偏到某一刻度后不动向右偏到某一刻度后不动 D向左偏到某一刻度后不动向左偏到某一刻度后不动 解析：解析：压力压力 F 作用时，极板间距作用时，极板间距 d 变小，由变小，由 C知，电容器知，电容器 rS 4k
12、d 电容电容 C 变大，又根据变大，又根据 QCU，极板带电量变大，所以电容器应充电， 灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保 持固定后，充电结束，指针回到零刻度 ，极板带电量变大，所以电容器应充电， 灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保 持固定后，充电结束，指针回到零刻度 答案：答案：A 6如图所示，一正方形线圈的匝数为如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为，边长为 a，线圈平面与 匀强磁场垂直，且一半处在磁场中 ，线圈平面与 匀强磁场垂直，且一半处在磁场中. 在在 t 时间内，磁感应强度的方向 不变，大小由 时间内，磁感应强度的方向 不变，
13、大小由 B 均匀地增大到均匀地增大到 2 B在此过程中，线圈中产生的感应 电动势为 在此过程中，线圈中产生的感应 电动势为( ) A. B. Ba2 2t nBa2 2t C. D. nBa2 t 2nBa2 t 解析：解析：当磁场增强时线圈中产生感生电动势，由法拉第电磁感应 定律得 当磁场增强时线圈中产生感生电动势，由法拉第电磁感应 定律得 EnSn a2，选项，选项 B 正确正确 t B t B t 1 2 答案：答案：B 7如图所示，如图所示，A、B 是两个完全相同的灯泡，是两个完全相同的灯泡，D 是理想二极管，是理想二极管，L 是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计下列说法正
14、 确的是 是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计下列说法正 确的是( ) AS 闭合瞬间，闭合瞬间，A 先亮先亮 BS 闭合瞬间，闭合瞬间，A、B 同时亮同时亮 CS 断开瞬间，断开瞬间，B 逐渐熄灭逐渐熄灭 DS 断开瞬间，断开瞬间，A 闪亮一下，然后逐渐熄灭闪亮一下，然后逐渐熄灭 解析：解析：开关开关 S 闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为反向电压，故 电流不经过 闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为反向电压，故 电流不经过 A 灯泡，灯泡，A、B 都不亮，故都不亮，故 A、B 错误 ； 开关错误 ； 开关 S 断开瞬间断开瞬间 B 立刻熄灭，由于二极管正向导通，故自感线圈与立刻熄灭，
15、由于二极管正向导通，故自感线圈与 A 形成回路，形成回路，A 闪亮 一下，然后逐渐熄灭，故 闪亮 一下，然后逐渐熄灭，故 C 错误，错误，D 正确正确 答案：答案：D 8如图甲，理想变压器原、副线圈的匝数比为如图甲，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21，与副线圈相 连的两个灯泡完全相同，闭合电键 ，与副线圈相 连的两个灯泡完全相同，闭合电键 K 后，正确的是后，正确的是( ) 图甲 图乙 图甲 图乙 A电流表示数变小电流表示数变小 B电压表示数增大电压表示数增大 C变压器的输入功率增大变压器的输入功率增大 D如图乙所示的交流电每秒钟方向改变如图乙所示的交流电每秒钟方向改变 50 次次 解析：解
16、析：原线圈输入电压不变，线圈匝数不变，则副线圈电压不变， 即电压表示数不变， 灯泡电阻不变， 则电流表示数不变， 故 原线圈输入电压不变，线圈匝数不变，则副线圈电压不变， 即电压表示数不变， 灯泡电阻不变， 则电流表示数不变， 故 A、 B 错误 ； 当 错误 ； 当 K 接通后，两个灯泡并联，增加一个负载，则副线圈功率增大，所 以变压器的输入功率增大，故 接通后，两个灯泡并联，增加一个负载，则副线圈功率增大，所 以变压器的输入功率增大，故 C 正确；根据图乙可知，周期正确；根据图乙可知，周期 T0.02 s， 则频率， 则频率f50 Hz， 交流电每个周期方向改变两次， 每秒钟方向改变， 交
17、流电每个周期方向改变两次， 每秒钟方向改变100 次，故次，故 D 错误错误 答案：答案：C 二、多项选择题二、多项选择题(本大题共本大题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分在每 小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 分在每 小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，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，有选错或不选的得分，有选错或不选的得 0 分分) 9. 如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通 有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直 且接触良好在向右匀速通过 如图，一端接有定值
18、电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通 有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直 且接触良好在向右匀速通过 M、N 两区域的过程中，导体棒所受安 培力分别用 两区域的过程中，导体棒所受安 培力分别用 FM、FN表示不计轨道电阻，以下叙述正确的是表示不计轨道电阻，以下叙述正确的是( ) AFM向右向右 BFN向左向左 CFM逐渐增大逐渐增大 DFM逐渐减小逐渐减小 解析：解析：根据楞次定律，在根据楞次定律，在 M 区受安培力的方向也向左，在区受安培力的方向也向左，在 N 区受 安培力的方向也向左，因此选项 区受 安培力的方向也向左，因此选项 B 正确，正确，A 错误；根据法拉第
19、电磁感 应定律，可知受到安培力的大小 错误；根据法拉第电磁感 应定律，可知受到安培力的大小 FBIL，由于在，由于在 M 区磁感应区磁感应 B2L2v R 强度越来越大，因此安培力强度越来越大，因此安培力 FM越来越大，而在越来越大，而在 N 区磁感应强度越来区磁感应强度越来 越小，因此安培力越小，因此安培力 FM越来越小，选项越来越小，选项 C、D 正确正确 答案：答案：BCD 10(多选多选)如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线 圈通过开关 如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线 圈通过开关 S 用导线连接压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间， 带正电的小球静置于压力
20、传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿 过线圈 用导线连接压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间， 带正电的小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿 过线圈 S 未接通时传感器的示数为未接通时传感器的示数为 1 N， S 闭合后传感器的示数变为闭合后传感器的示数变为 2 N则磁场的变化情况可能是则磁场的变化情况可能是( ) A向上均匀增大向上均匀增大 B向上均匀减小向上均匀减小 C向下均匀减小向下均匀减小 D向下均匀增大向下均匀增大 解析：解析：S 闭合后，磁场向上均匀增大或向下均匀减小都能使上金 属板带正电，下金属板带负电，带正电的小球受竖直向下的电场力， 传感器示数变大 闭合后，
21、磁场向上均匀增大或向下均匀减小都能使上金 属板带正电，下金属板带负电，带正电的小球受竖直向下的电场力， 传感器示数变大 答案：答案：AC 11.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是 101，原线圈 输入交变电压 ，原线圈 输入交变电压 u100sin 50t (V)，在副线圈中串接有理想电流表和，在副线圈中串接有理想电流表和2 定值电阻定值电阻 R，电容器并联在电阻，电容器并联在电阻 R 两端，电阻阻值两端，电阻阻值 R10 ，关于电 路分析，下列说法中正确的是 ，关于电 路分析，下列说法中正确的是( ) A电流表示数是电流表示数是 1 A B电流表
22、示数是电流表示数是 A2 C电阻电阻 R 消耗的电功率为消耗的电功率为 10 W D电容器的耐压值至少是电容器的耐压值至少是 10 V2 解析 ：解析 ： 由题意知原线圈输入电压有效值为由题意知原线圈输入电压有效值为 100 V，所以副线圈电压 为 ，所以副线圈电压 为 10 V， 由于电容器通交流，所以电流表示数大于， 由于电容器通交流，所以电流表示数大于 1 A，故，故 A、B 错误 ； 电阻 错误 ； 电阻 R 消耗的电功率为消耗的电功率为 P W10 W，故，故 C 正确；副线圈电正确；副线圈电 U2 R 102 10 压最大值为压最大值为 10 V，电容器的耐压值至少是，电容器的耐压
23、值至少是 10 V，所以，所以 D 正确正确22 答案：答案：CD 12.如图所示， 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内， 有一材料相同、 粗细均匀的正方形导体框 如图所示， 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内， 有一材料相同、 粗细均匀的正方形导体框 abcd.现将导体框先后朝两个方向以现将导体框先后朝两个方向以 v、 3v 速 度匀速拉出磁场， 则导体框在上述两过程中， 下列说法正确的是 速 度匀速拉出磁场， 则导体框在上述两过程中， 下列说法正确的是( ) A导体框中产生的感应电流方向相同导体框中产生的感应电流方向相同 B通过导体框截面的电量相同通过导体框截面的电量相同 C导体框中产生的焦耳热相
24、同导体框中产生的焦耳热相同 D导体框导体框 cd 边两端电势差大小相同边两端电势差大小相同 解析：解析：在两次线框离开磁场的过程中，磁通量都减少，由楞次定 律知，感应电流的方向都为逆时针方向， 在两次线框离开磁场的过程中，磁通量都减少，由楞次定 律知，感应电流的方向都为逆时针方向，A 正确；两次离开的过程磁 通量的变化量相同，根据 正确；两次离开的过程磁 通量的变化量相同，根据 qn知通过导体框截面的电量相同，知通过导体框截面的电量相同，B R 正确 ； 产生的焦耳热正确 ； 产生的焦耳热 Qt，由于两次的速度不同，故产生的，由于两次的速度不同，故产生的 E2 R B2L3v R 热量不同，热
25、量不同，C 错误；以速度错误；以速度 v 匀速拉出磁场时，匀速拉出磁场时，cd 切割磁感线，相当 于电源，所以导体框 切割磁感线，相当 于电源，所以导体框 cd 边两端电势差大小等于边两端电势差大小等于 BLv，以速度，以速度 3v 匀速匀速 3 4 拉出磁场时，导体框拉出磁场时，导体框 cd 边两端电势差大小等于边两端电势差大小等于 BLv，D 正确正确 3 4 答案：答案：ABD 三、非选择题三、非选择题(本题共本题共 4 小题，共小题，共 52 分解答题应写出必要的文 字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位 分解答题应写出必要的文 字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须
26、明确写出数值和单位) 13.(12 分分)如图所示，在磁感应强度为如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一矩形 线框 的匀强磁场中，有一矩形 线框 abcd，线框的匝数为，线框的匝数为 n，电阻为，电阻为 R，abcdL1，adbcL2.线 框绕垂直于磁感线的轴 线 框绕垂直于磁感线的轴 OO以角速度以角速度 做匀速转动求：做匀速转动求： (1)线框中感应电动势的最大值；线框中感应电动势的最大值； (2)线框中感应电流的有效值线框中感应电流的有效值 解析：解析：(1)线框中感应电动势的最大值线框中感应电动势的最大值 Em2nBL1nBL1L2. L2 2 (2)感应电动势的有效值感应电
27、动势的有效值 E， Em 2 感应电流的有效值感应电流的有效值 I . E R nBL1L2 2R 答案：答案：(1)nBL1L2 (2)nBL 1L2 2R 14.(12 分分)如图所示，交流发电机电动势的有效值如图所示，交流发电机电动势的有效值 E20 V，内阻 不计，它通过一个 ，内阻 不计，它通过一个 R6 的指示灯的指示灯 L1连接变压器变压器输出端并 联 连接变压器变压器输出端并 联 24 个彩色小灯泡， 每个灯泡都是 “个彩色小灯泡， 每个灯泡都是 “6 V 0.25 W” ， 灯泡都正常发光， 导线电阻不计求： ” ， 灯泡都正常发光， 导线电阻不计求： (1)降压变压器初级、
28、次级线圈匝数比；降压变压器初级、次级线圈匝数比； (2)发电机的输出功率发电机的输出功率 解析：解析：(1)彩色小灯泡额定电流彩色小灯泡额定电流 IL A A，次级线圈，次级线圈 P U 0.25 6 1 24 总电流总电流 I224IL1 A 变压器输入功率等于 变压器输入功率等于 I1U1I2U26 W， 变压器 原线圈电路中，利用欧姆定律可得 ， 变压器 原线圈电路中，利用欧姆定律可得 EU1I1R 6I1，代入，代入 E 值解值解 6 I1 得得 I1 A (I13 A 应舍去，据题意是降压变压器，应应舍去，据题意是降压变压器，应 I1I21 A)， 1 3 所以 所以 . n1 n2
29、 I2 I1 3 1 (2)发电机输出功率发电机输出功率 PI1E6.67 W. 答案：答案：(1)31 (2)6.67 W 15(12 分分)做磁共振做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时 会在肌肉组织中产生感应电流 检查时，对人体施加的磁场发生变化时 会在肌肉组织中产生感应电流. 某同学为了估算该感应电流对肌肉组 织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的 半径 某同学为了估算该感应电流对肌肉组 织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的 半径 r 5.0 cm，线圈导线的截面积，线圈导线的截面积 A0.80 cm2，电阻率，电阻率 1.5
30、 m. 如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度 B 在在 0.3 s 内从内从 1.5 T 均匀地减为零，求均匀地减为零，求(计算结果保留一位有效数字计算结果保留一位有效数字)： (1)该圈肌肉组织的电阻该圈肌肉组织的电阻 R； (2)该圈肌肉组织中的感应电动势该圈肌肉组织中的感应电动势 E; (3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量内该圈肌肉组织中产生的热量 Q. 解析：解析：(1) 由电阻定律得由电阻定律得 R， 2r A 代入数据得代入数据得 R6103 . (2) 感应电动势感应电动势 E， Br2 t 代入数据得代入数
31、据得 E410 2 V. (3)由焦耳定律得由焦耳定律得 Qt， E2 R 代入数据得代入数据得 Q410 8 J. 答案：答案：(1)6103 (2)410 2V (3)410 8J 16 (16分分) 如图甲所示， 在水平面上固定有长为如图甲所示， 在水平面上固定有长为L2 m、 宽为、 宽为d1 m 的金属的金属“U”型导轨，在型导轨，在“U”型导轨右侧型导轨右侧 l0.5 m 范围内存在垂直纸面 向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在 范围内存在垂直纸面 向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在 t0 时刻，质量为时刻，质量为 m0.1 kg 的导体棒以的
32、导体棒以 v01 m/s 的初速度从导轨的左端 开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 的初速度从导轨的左端 开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0.1，导轨与导 体棒单位长度的电阻均为 ，导轨与导 体棒单位长度的电阻均为 0.1 /m，不计导体棒与导轨之间的接触 电阻及地球磁场的影响 ，不计导体棒与导轨之间的接触 电阻及地球磁场的影响(g 取取 10 m/s2) (1)通过计算分析通过计算分析 4 s 内导体棒的运动情况；内导体棒的运动情况； (2)计算计算 4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；内回路中电流的大小，并判断电流方向； (3)计算计算 4 s 内回路产生的
33、焦耳热内回路产生的焦耳热 解析 ：解析 ： (1)导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有mgma，v1 v0at，xv0t at2， 1 2 代入数据解得：代入数据解得：t1 s，x0.5 m. 导体棒没有进入磁场区域，导体棒在导体棒没有进入磁场区域，导体棒在 1 s 末已经停止运动，以后一 直保持静止，离左端位置仍为 末已经停止运动，以后一 直保持静止，离左端位置仍为 x0.5 m. (2)前前 2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为磁通量不变，回路电动势和电流分别为 E0，I0， 后后 2 s 回路产生的电动势为回路产生的电动势为 Eld0.1 V， t B t 回路的总长度为回路的总长度为 5 m，因此回路的总电阻为，因此回路的总电阻为 R50.5 ， 电流为电流为 I 0.2 A，根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时，根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时 E R 针方向针方向 (3)前前 2 s 电流为零，后电流为零，后 2 s 有恒定电流，焦耳热为有恒定电流，焦耳热为 QI2Rt0.04 J. 答案：答案：(1)导体棒在导体棒在 1 s 前做匀减速运动，在前做匀减速运动，在 1 s 后以后一直保持静 止 后以后一直保持静 止 (2)0.2 A，电流方向是顺时针方向，电流方向是顺时针方向 (3)0.04 J