1、12018-2019 学年江西省南昌市第二中学高二上学期期末考试物理试题注 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
2、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 。第 I 卷（选择题)一、单选题1下列实验现象，属于电磁感应现象的是（ ）A导线通电后其下方的小磁针发生偏转B通电导线 AB 在磁场中运动C通电线圈在磁场中转动D金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转2如图所示，相同长度的同一材料导线做成不同形状的的单匝线圈，有正方形、等边三角形、圆形，将它们放在同一直线边界匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直现以相同的速度 v 将线圈从磁场
3、中匀速拉出，当线圈的一半在磁场中时，线圈与磁场边界交点间电压最小的是（ ）A B C D3世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷 A、 B，两电刷与灵敏电流计相连当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则（ ）A穿过铜盘的磁通量不变，电刷 B 的电势高于电刷 A 的电势B若仅将电刷 B 向盘边缘移动，使电刷 A、 B 之间距离增大，灵敏电流计的示数将变小C若仅将滑动变阻器滑动头向左滑动，灵敏电流计的示数将变小D金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小4如图
4、所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域.直角边长为 L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一边长为 L、总电阻 R 的正方形闭合导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 垂直磁场匀速穿过磁场区.取电流沿 a b c d a 的方向为正，则图中表示线框中感应电流 i 随 bc 边位置坐标 x 变化的图象正确的是（ ）A BC D5如图所示， ACD、 EFG 为两根相距 L 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上， CDGF 面与水平面成 角两导轨所在空间存在垂直于 CDGF 平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B两根质量均为 m、长度均为 L 的金属细杆
5、 ab、 cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为 ，两金属细杆的电阻均为 R，导轨电阻不计当 ab 以速度 v1沿导轨向下匀速运动时， cd 杆正好以速度 v2向下匀速运动，重力加速度为 g以下说法正确的是（ ）此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 2A回路中的电流强度为Bab 杆所受摩擦力为 mgsinCcd 杆所受摩擦力为D 与 v1大小关系满足 = tan+6如图所示，固定于水平面的“ ”形导线框处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向下的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为 d，左端接一电动势为 E0，内阻不计的电源.一质量为 m、电阻为 R 的导体棒
6、 MN 垂直平行足够长导轨放置并接触良好，忽略摩擦阻力和导轨的电阻.闭合开关S，导体棒从静止开始运动，至达到最大速度运动的距离为（ ）A B C D7如图甲所示， abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为 m，电阻为 R在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN 和 PQ 是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc 边平行，磁场方向垂直于线框平面向里现使金属线框从 MN 上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到 bc 刚好运动到匀强磁场 PQ 边界的 v-t 图象，图中数据均为已知量。重力加速度为 g，不计空气阻力.下列说法正确的是（ ）A金属线框刚进入磁
7、场时感应电流方向沿 adcba 方向B MN 和 PQ 之间的距离为 v1（ t2-t1）C磁场的磁感应强度为D金属线框在 0-t3的时间内所产生的热量为 mgv1（ t3-t1）二、多选题8铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热如图所示，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，下列说法中正确的是（ ）A采用增大交变电流的频率，可使焊接效果越好B采用增大感应线圈电阻值，可使焊接效果越好C采用金属电阻率越小的管道材料，焊接效果越好D感应线圈中通以正弦交流电，在管道中产生的涡流也是交流电9如图（ a）所示，圆形线圈 P 静止在水平桌面上，其正上
8、方悬挂一相同的线圈 Q， P 和 Q共轴， Q 中通有变化的电流，电流变化的规律如图（ b）所示，则下列说法正确的是（ ）A t1、 t5时刻 P 线圈对桌面的压力小于 P 自身的重力B t3、 t5时刻线圈 P 中产生的感应电流方向相同C t3时刻线圈 P 有扩张的趋势D t4、 t6时刻 P 线圈的发热功率为 010如图所示电路中，灯泡 A、B 的规格相同，电感线圈 L 的自感系数很大，直流电阻可忽略不计下列关于此电路的说法中正确的是（ ）A刚闭合 S 瞬间，A、B 同时亮B闭合 S 达到稳定态后，A 逐渐变亮，最后 A、B 一样亮C闭合 S 达到稳定态后，再将 S 断开时，A 立即熄灭，
9、B 逐渐变暗最后熄灭D闭合 S 达到稳定态后，再将 S 断开时，B 立即熄灭，A 闪亮一下后熄灭311如图所示圆形线圈共 n 匝，电阻为 R，过线圈中心 O 垂直于线圈平面的直线上有 A、 B两点， A、 B 两点的距离为 2L， A、 B 关于 O 点对称 .一条形磁铁开始放在 A 点，中心与 O 点重合，轴线与 A、 B 所在直线重合，此时线圈中的磁通量为 1，将条形磁铁以速度 v 匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到 O 点时线圈中的磁通量为 2，下列说法中正确的是（ ）A磁铁在 A 点时，通过一匝线圈的磁通量为B磁铁从 A 到 O 的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为 E=C
10、磁铁从 A 点运动到 B 点，线圈中磁通量的变化量为 2 1D磁铁从 A 到 B 的过程，通过线圈某一截面的电量为零12如图甲所示，质量 m=1.0l0-3kg 的“ ”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“ ”形框的水平细杆 CD 长 l=0.20m，处于磁感应强度大小 B1=1.0T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数 n=150 匝、面积 S=2.0l0-3m2的线圈通过开关 K 与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度 B2随时间 t 变化的关系如图乙所示. t=0.24s 时闭合开关 K，瞬间细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度 h
11、=0.20m.不计空气阻力和水银的黏滞作用，重力加速度 g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）A0 -0.10s 内线圈中的感应电动势大小为 3VB磁感应强度 B2的方向竖直向下C开关 K 闭合瞬间,CD 中的电流方向由 C 到 DD开关 K 闭合瞬间，通过细杆 CD 的电荷量为 0.03C第 II 卷（非选择题)三、实验题13如图甲所示为实验室的一款直流电流表接线柱间的标识，其使用说明书上附的电流表内部线路如图乙所示.（1）某次用 00.6A 量程测量时，示数如图丙所示，其读数为_A.（2）该款电流表 00.6A 量程对应内阻为_（用图中的阻值号 Rg、 R1、 R2、 R3表示）.（3）
12、若电阻 R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为_mA（结果保留两位有效数字）.14某中学为了探究额定功率为 4W、额定电压为 4V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：A电压表 V1（01V，内阻 2k）B电压表 V2（015V，内阻 15k）C电流表 A（01A，内阻约 1）D定值电阻 R16kE. 定值电阻 R216kF. 滑动变阻器 R（010， 额定电流 2A）G. 学生电源（直流 5V，内阻不计）H. 开关、导线若干（1）为了减小实验误差，电压表应选用_，定值电阻应选用_（均用序号字母填写）；（2）在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出
13、满足要求的电路图_；4（3）根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压 U 与电压表读数 UV 的关系 U_。若小灯泡的电功率为 P，则关系图线可能正确的是_。四、解答题15如图所示，在磁感应强度为 1T 的匀强磁场中，让长度为 0.8m 的导体棒 MN 在无摩擦的框架上以 5m/s 的速度向右匀速运动，电阻 R1=6， R2=4， MN 的电阻为 1.6，其它导体电阻不计，试计算导体棒 MN 受到的安培力的大小.16如图（ a）所示，间距为 l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 的斜面上.在区域 I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为 B；在区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度 B
14、t的大小随时间 t 变化规律如图（ b）所示 t=0 时刻，在轨道上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒 cd 在位于区域 I 内的导轨上也由静止释放在 ab 棒运动到区域的下边界 EF 之前， cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好已知 cd 棒的质量为 m，电阻为 R， ab 棒的质量、阻值均未知，区域沿斜面的长度为 2l，在 t=tx时刻（ tx未知） ab 棒恰好进入区域，重力加速度为 g求：（1）当 ab 棒在区域内运动时， cd 棒消耗的电功率；（2） ab 棒由静止下滑到区域下边界的时间.17如图甲所示，一匝数 N=10 匝、总电阻 R=
15、2.5、 ad 长 L1=0.4m、 ab 宽 L2=0.2m 的匀质矩形金属线框静止在粗糙水平面上，线框的 bc 边正好过半径 r=0.1m 的圆形磁场的直径，线框的左半部分处于垂直线框平面向上的匀强磁场区域内，磁感应强度 B0=1T，圆形磁场的磁感应强度为 B，方向垂直线框平面向下，大小随时间变化规律如图乙所示，已知线框与水平面间的最大静摩擦力f=3.0N，3.求：(1)t=0 时刻穿过线框的磁通量大小；(2)线框何时开始滑动.18如图所示，电阻忽略不计的金属导轨 CED 固定在绝缘水平面上， CE 和 DE 长度均为 1.25 m， CD 长为 1.5m.以 CD 中点 O 为原点， O
16、E 为 x 轴建立一维坐标系 Ox.一根粗细均匀的金属杆 GH，在水平拉力 F 的作用下，从 CD 处开始以恒定速度 v1m/s 在导轨上沿 x 轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)，已知空间存在方向竖直向上，磁感应强度 B 为 1T 的匀强磁场.金属杆 GH 长度 d 也为1.5 m、质量 m 为 1 kg、电阻 R 为 0.5 ，金属杆 GH 与金属导轨 CED 之间的动摩擦因数为 0.2， g取 10 m/s2.求：（1）金属杆 GH 运动到 x=0.4m 时电势差 UGH；5（2）金属杆 GH 从 CD 处运动到 E 点的全过程安培力的冲量；（3）金属杆 GH 从 CD 处运动到 E 点
17、的全过程产生的热量.2018-2019 学 年 江 西 省 南 昌 市 第 二 中 学 高 二上 学 期 期 末 考 试 物 理 试 题物 理 答 案1D【解析】A 图中导线通电后，其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象。故 A 错误。B 图中通电导线 AB 在磁场中受到安培力作用而运动，不是电磁感应现象。故 B 错误。C 图中通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，不是电磁感应现象。故 C 错误。D 图中金属杆切割磁感线时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象。故 D 正确。故选 D。2A【解析】设导线的总长度为 S。A 图中：设正
18、方形边长为 L，则 4L=S，有效切割长度 L=S/4；B 图中：设正三角形的边长为 a，则 3a=S，a=S/3，有效切割长度 L=asin60= S；C 图中：设圆的直径为d，则 d=S，有效切割长度 ; D 图中：设正方形边长为 l，有效切割长度为 ；由数学知识可知，A 图中有效切割长度最小，产生的感应电动势最小，则线圈与磁场边界交点间电压最小。故 A 正确。故选 A。【点睛】解决本题的关键是运用数学知识确定有效的切割长度，分析感应电动势的关系，要注意线圈与磁场边界交点间电压是外电压，不是内电压3C【解析】根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电
19、流方向从 B 到 A，则电刷 A 的电势高于电刷 B 的电势，故 A 错误。若仅将电刷 B 向盘边缘移动，使电刷 A、B 之间距离增大，切割磁感线的有效长度增大，产生的感应电动势增大，感应电流增大，则灵敏电流计的示数变大，故 B 错误。若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流减小，磁场减弱，灵敏电流计的示数将减小，故 C 正确。金属盘转动的转速越大，感应电动势增大，感应电流增大，电功率增大，安培力增大，维持金属盘做匀速转动所需外力做功的功率越大，故 D 错误；故选 C。4A【解析】bc 边的位置坐标 x 在 L-2L 过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a
20、bcda，为正值。线框 bc 边有效切线长度为 l=x-L，感应电动势为：E=Blv=B（x-L）v，感应电流为： ， i 与 x 是线性关系。当 x=2L 时，电流为： ；x 在 2L-3L 过程，根据楞次定律判断可知感应电流方向沿 adcba，为负值，线框 ad 边有效切线长度为 l=x-2L，感应电动势为 E=Blv=B（x-2L）v；感应电流为： ，当 x=2L 时 i=0，当 x=3L时，电流为： ，根据数学知识知道 A 图正确。故选 A。【点睛】本题的关键确定线框有效切割长度与 x 的关系，根据电磁感应的规律得到 i 与 x 的解析式，再结合数学知识选择图象。5D【解析】ab 杆产
21、生的感应电动势 E=BLv 1；回路中感应电流为： ，故 A 错误；ab 杆匀速下滑，受力平衡条件，则 ab 杆所受的安培力大小为：F 安 =BIL= ，方向沿轨道向上，则由平衡条件得 ab 所受的摩擦力大小为：f=mgsin-F 安 =mgsin- ，故 B 错误。cd 杆所受的安培力大小也等于 F 安 ，方向垂直于导轨向下，则 cd 杆所受摩擦力为：f=N=（mgcos+F 安 ）=（mgsin+ ），故 C 错误。根据 cd 杆受力平衡得： mgsin（90-）=f=（mgsin+），则得 与 v1大小的关系为： （mgsin+ ）=mgcos，即 = tan+ ，故 D 正确。故选 D
22、。【点睛】对于双杆问题，可采用隔离法分析，其分析方法与单杆相同，关键分析和计算安培力，再由平衡条件列方程解答6B【解析】闭合开关 S 后，线框与导体组成的回路中产生电流，导体棒受到安培力作用开始加速运动，导体切割磁感线会使电路中的电流变小，加速度变小，当导体切割磁感线产生的电动势等于电源电动势时，电路中的电流为零，导体棒不受安培力作用，合外力为零，开始做匀速运动，即达到稳定运动。有 E0=Bdv，解得 ；对导体棒用动量定理：BI idt=mv i，而 q=It，所以有：Bdq=mv，根据法拉第电磁感应定律解得： ，联立解得 ，故选 B.7C【解析】金属线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感
23、应电流方向沿 abcda 方向。故 A 错误。由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为 v1，运动时间为 t2-t1，所以金属框的边长：L=v 1（t 2-t1）。MN 和 PQ 之间的距离要大于金属框的边长，故 B 错误。在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力：mg=BIL； ；又 L=v1（t 2-t1）。联立解得：故 C 正确。金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为 Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q 1=mgL=mgv1（t 2-t1）;金属框在磁场中的运动过程中金属框不产生感应电流，所以金属线框在 0-t3的时间内所产生的热量为
24、mgv1（t 2-t1）。故 D 错误；故选 C。【点睛】本题电磁感应与力学知识简单的综合，培养识别、理解图象的能力和分析、解决综合题的能力。8ACD【解析】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快。故 A 正确。当增大感应线圈电阻，相当于减小了交流电的电流，电流的峰值变小，在频率不变的情况下，单位时间电流的变化量变小，即电流的变化率变小，则磁场的变化率变小，磁通量的变化率变小，加热效果减弱，故 B 错误；采用金属电阻率越小的管道
25、材料，会在焊接的管道中产生较大的电流，焊接效果越好，选项 C 正确；感应线圈中通以正弦交流电，根据法拉第电磁感应定律可知，在管道中产生的涡流也是交流电，选项 D 正确；故选 ACD.9BC【解析】t1、t 5时刻电流增大，其磁场增大，则穿过 P 的磁通量变大，由楞次定律可知 P 将阻碍磁通量的变大，则 P 有向下运动的趋势，即它们有相互排斥的作用，则 P 线圈对桌面的压力大于 P 自身的重力，故 A 错误；t 3、t 5时刻，通过 Q 线圈的电流前者减小，后者增大，但它们的电流方向相反，根据楞次定律，则 t3、t 5时刻线圈 P 中产生的感应电流方向相同，故 B 正确；t 3时刻电流减小，线圈
26、 P 产生感应电流，要阻碍磁通量减小，则 P 有扩张的趋势，故 C 正确；在 t4时刻的 Q 的电流为零，但电流变化率最大，则 P 中感应电流最大，那么 P 线圈发热的功率不为 0；在 t6时刻的 Q 的电流最大，但电流变化率为零，则 P 中没有感应电流，那么 P 线圈发热的功率也为 0，故 D 错误；故选 BC。【点睛】本题要注意灵活应用楞次定律，本题可以先判断 P 中电流方向，再根据电流间的相互作用判受力方向，但过程复杂；而直接根据楞次定律的“增缩减扩”可能直观地得出结论。10AD【解析】闭合 S 时，电源的电压同时加到两灯上，A、B 同时亮，且亮度相同；随着 L 中电流增大，由于线圈 L
27、 直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A 逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B 变亮。稳定态后断开 S，B 立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过 A 灯，A 闪亮一下后熄灭。故 AD 正确，BC 错误。故选 AD。【点睛】对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可楞次定律分析发生的现象11BD【解析】磁铁在 A 点时，线圈中的磁通量为 1，故通过一匝线圈的磁通量也为 1，与匝数无关，故A 错误；磁铁从 A 到 O 的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为 ，故 B 正确；磁铁从 A 点运动到 B 点，磁通量先增加后减小，磁通量的变化量为零，故平均感应电
28、动势为零，故平均感应电流为零，故通过线圈某一截面的电量为零，故 C 错误，D 正确；故选 BD。【点睛】本题关键是明确感应电动势的平均值的求解方法，注意磁通量与面积和磁感应强度有关，与线圈的匝数无关12AC【解析】由图示图象可知，00.10s 内：=BS=（1-0）2.010 -3=2.010-3Wb，00.10s 线圈中的感应电动势大小： ，故 A 正确；细杆 CD 所受安培力方向竖直向上，由左手定律可知，电流方向为：CD；由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图象可知，在 0.2-0.25s 内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，磁感应强度 B2方向：竖直向上，故 B 错误，C
29、 正确；对细框，由动量定理得：B 1Ilt=mv-0，细框竖直向上做竖直上抛运动：v 2=2gh，电荷量：Q=It，解得： ，故 D 错误；故选 AC。【点睛】本题是电磁感应与电学、力学相结合的综合题，分析清楚题意、分析清楚图乙所示图象是解题的关键，应用法拉第电磁感应定律、左手定则、安培定则、楞次定律、动量定理等即可解题。13（1）0.460 A （2） （3）4.4mA【解析】（1）电流表量程为 00.6A，由图丁所示表盘可知，其分度值为 0.02A，示数为 0.460A。（2）由图丙所示电路图可知，电流表量程为 00.6A 时，电流表内阻为： 。（3）由图示电路图可知，电流表量程为 03A
30、 时：3=I g+ ；解得：Ig0.0044A=4.4mA，电阻 R1断路，则电流表允许通过的最大电流约为：I g=4.4mA.【点睛】本题考查了电流表读数与电流表改装，知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构，应用串并联电路特点与欧姆定律可以解题。14（1） （或 ）；D（或 ）（2）如图所示： （3） ；C 【解析】（1）由于小灯泡的额定电压为 4V，若选 15V 量程，则量程太大，所以应选 A，但需要进行改装为 U=4V 量程的电压表；根据欧姆定律和串并联规律应有：U= ，解得：R=6k，所以定值电阻应选 D。（2）实验要求电压从零调，说明变阻器应采用分压式接法；根据纯电阻功率 P= ,灯
31、泡的电阻 R= =4，电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示：（3）根据串联电路特点知，灯泡电压与电压表示数间的关系为 U=UV+U1=UV+ ；整理得：由于灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，根据灯泡的功率 ,在 PU2图象中，斜率逐渐变小，所以可知，只有选项 C 可能是正确的；故选：C.150.8N【解析】MN 切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv=4V电路相当于 R1与 R2并联，则外电阻 R= =2.4根据闭合电路欧姆定律根据安培力的公式，MN 受到的安培力 F=BIL=0.8N。【点睛】该题考查了电磁感应与电路、电学的基础知识，基础是识别电路的结构；对于这些基础知识
32、，要加强理解和应用，平时练习不可忽视。16（1） （2）【解析】（1）内磁场均匀变化，在回路中形成感应电流，根据楞次定律判断出流过 cd 的电流方向，然后根据平衡求出 cd 棒所受安培力方向，进一步根据左手定则判断磁场方向根据导体棒处于平衡状态可知，安培力等于重力沿导轨向下分力，由此可求出通过 cd 棒中的电流大小，从而求解电功率（2）棒 ab 进入 II 区域前后回路中的电动势不变，即磁场变化产生电动势与导体切割磁感线产生电动势相等，据此求出导体棒进入 II 时的位移大小，然后根据导体棒先匀加速下滑后匀速下滑即可求出总时间【详解】（1）如图所示，cd 棒受到重力、支持力和安培力的作用而处于平
33、衡状态，由平衡条件得BIl=mgsin，解得可见在 ab 棒运动到区域的下边界 EF 之前，回路中感应电流和感应电动势保持不变，则cd 棒消耗的电功率 （2）ab 进入区域前做匀加速运动，进入后做匀速运动，设 ab 刚好到达区域的边界的速度大小为 v则由题意 ，解得 ，可知 ab 棒进入区域之前在导轨上下滑的距离为 l，因加速度 a=gsin，则 ab 进入区域前的时间 ；，在磁场中运动的时间： ，则 ab 棒由静止下滑到区域下边界的时间为 。【点睛】解决这类问题的关键是弄清电路结构，正确分析电路中的电流以及安培力的变化情况17（1）0.01Wb （2）0.2s【解析】（1）设磁场向上穿过线框
34、磁通量为正，由磁通量的定义得 t=0 时，有；（2）根据法拉第电磁感应定律有由闭合电路欧姆定律，则有 ；由楞次定律可知，圆形磁场的磁感应强度增大时，线框内产生的感应电流的方向为逆时针方向，ad 中的感应电流的方向向下，由左手定则可知，ad 边受到的安培力的方向向左，ad 边受到的安培力是 10 匝线圈受到的安培力的合力，即：F=NB 0IL1=1010.30.4=1.2N3N；圆形磁场的磁感应强度均匀增大，所以产生大小不变的电动势，感应电流的大小不变，而左侧的磁场区域内的磁场不变；由图乙可知，磁感应强度随时间 t 变化的表达式为 B=2+5t，由左手定则可知，右侧的 bc 边受到的安培力方向向
35、左，整体受到安培力的合力等于：F 安 =F+F=1.2+F=3.0N=f，大小：F=nBI2r=10B0.320.1=1.8N，解得 B=3T， t=0.2s所以线框在 t=0.2s 后才能开始滑动；故选：A。【点睛】该题考查的知识点比较大，包括磁通量的定义，注意磁通量的正负，理解法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用，注意安培力大小计算与方向的判定。18（1） UGH=-0.6V （2）2.25 Ns （3）2.25J【解析】（1）由几何关系得： ； ，即CEO=37 0；当金属杆 GH 运动到 x=0.4m 时，导体棒切割磁感线的有效长度为：产生的电动势：E=Blv=10.91V=0.
36、9V，此时导体棒的两导轨之间的部分与导轨做成闭合回路，但是因导轨的电阻为零，可知导体棒与导轨接触的两点间电势差为零；则导体棒 GH 两端其中的 H 端电势高于 G 端，则电势差为 （2）设导体棒经过时间 t，导体棒切割磁感线的有效长度为 ；此时导体棒有效电阻导体棒的电流： 安培力：建立 F 安 -t 图像，由图像的面积可知安培力的冲量为：（3）设导体棒运动的位移为 x，则导体棒切割磁感线的有效长度为；此时导体棒有效电阻导体棒的电流：安培力：因安培力的大小 F 安 与位移 x 成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值：则从金属杆 GH 从 CD 处运动到 E 点的全过程产生的热量等于克服安培力做功：.【点睛】考查法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律，共点力平衡条件及安培力表达式。本题突破口：产生感应电流与导体棒有效长度无关，同时巧用安培力与位移成线性关系，由安培力平均值来求焦耳热。
