6.2 法拉第电磁感应定律（3）综合问题 作业13-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册

11B 物理选修 第六章 电磁感应定律 作业13 第二节 法拉第电磁感应定律（3）综合问题 班级________姓名________学号________日期________ 1、 单项选择题（只有一个选项正确） 1. ★★如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上有一个金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，对于此过程产生的内能，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，（　　） （A）两种情况下产生的内能相等 （B）光滑情况下产生的内能多 （C）粗糙情况下产生的内能多 （D）无法比较 2. ★★★★如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上，磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、极板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态，已知重力加速度为，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） （A）棒产生的电动势为 （B）电容器所带的电荷量为 （C）电阻消耗的电功率为 （D）微粒的电荷量与质量之比为 3. ★★★★如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成θ角放置，导轨间距为L且电阻不计，其顶端接有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点后，又返回底端。棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为r，重力加速度为g。下列说法不正确的是（　　） （A）棒下滑过程的平均速度等于 （B）棒下滑过程通过R的电荷量为 （C）棒上滑时间等于 （D）棒上滑过程中回路产生的焦耳热等于 2、 多项选择题（有两个或者以上答案正确） 4. ★★★★如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置，间距为d，两侧接有电阻、，阻值均为R，右侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。 质量为m、长度也为d的金属杆置于左侧，在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间t到达时撤去恒力F，金属杆在到达NQ之前减速为零。 已知金属杆电阻也为R，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） （A）杆刚进入磁场时速度大小为 （B）杆刚进入磁场时电阻两端的电势差大小为 （C）整个过程中，流过金属杆的电荷量为 （D）整个过程中，电阻上产生的焦耳热为 5. ★★★如图所示，光滑平行导轨水平固定，间距为l，其所在空间存在方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨左侧接有阻值为R的定值电阻，一导体棒垂直导轨放置，导体棒的有效电阻为r、质量为m。导轨电阻忽略不计，导体棒运动中始终与导轨垂直且接触良好。现使导体棒获得一水平向右的速度，在导体棒向右运动过程中，下列说法正确的是（  ） （A）流过电阻R的电流方向为a→R→b （B）导体棒的最大加速度为 （C）通过电阻R的电荷量为 （D）全过程电阻R的发热量为 3、 填空题 6. ★如图所示，将边长为L、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出（磁场方向垂直线圈平面） (1)所用拉力F=___________。 (2)拉力F做的功W=___________。 (3)线圈放出的热量Q=___________。 4、 简答题 7. ★★如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆，以初速度滑轨道滑行，在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中。 （1）若施加外力保持杆以的速度匀速运动，则导体杆上的电流方向是？导体杆两端的电压U是多少？ （2）不施加任何外力，在杆的速度从减小到的过程中，求： a.电阻R上产生的热量； b.通过电阻R的电量。 8. ★★★如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0.2kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度g取10m/s2.现让金属杆从AB水平位置由静止释放。求： （1）金属杆的最大速度； （2）若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=0.6J，则通过电阻R的电荷量是多少。 9. ★★★★★如图，有两条平行光滑导轨，它们的上、下端分别位于等高处，二者构成了倾斜角为θ的斜面，两导轨间距离为d，上端之间与阻值为R的电阻相连。在导轨