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    6．如图，正方形导线框abcd的边长为L=10cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态．当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动．已知磁场的宽度h=4L，线框刚进入磁场时的速度v0=2.5m/s．那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象可能是以下四图中的（　　）
    A．B．
    C．D．

    分析 根据安培力表达式F=BIL，结合法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可求解线框进入磁场时，安培力大小，当完全进入磁场时，线框要加速运动，同理，即可判定安培力大小变化情况；最后依据左手定则来确定安培力的方向，从而即可求解．

    解答 解：当线框进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动，依据安培力表达式F=BIL=$BL\frac{BL{v}_{0}}{R}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$，由此可知，安培力大小不变，
    当线框完全进入磁场后，因穿过线框的磁通量不变，没有感应电动势，也没有感应电流，则不会出现安培力，则线框在加速运动，当刚出磁场时，因切割速度增大，导致安培力大小变大，导致线框减速出磁场，那么安培力大小在减小，
    依据左手定则可知，当线框刚进入磁场时，安培力方向向上，为负值，
    当出磁场时，安培力方向向上，为负值，由上分析可知，故ACD错误，B正确；
    故选：B．

    点评 考查安培力大小与方向的应用，掌握安培力综合表达式的推导，理解左手定则的内容，注意与右手定则的区别．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下列说法正确的是（　　）
    A．先移走棒，再把两球分开，两球带等量异种电荷
    B．先移走棒，再把两球分开，甲球带电量比乙球多
    C．先把两球分开，再移走棒，两球带等量异种电荷
    D．先把两球分开，再移走棒，两球不能带电

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“外力做功与物体动能变化的关系”，如图，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连．在水平桌面上相距L的A、B两点各安装一个速度传感器．小车中放有砝码．
    （1）完成实验主要步骤：
    ①测量小车及其中砝码和拉力传感器的总质量M把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
    ②将小车停在C点，由静止释放，小车在细线拉动下运动，记录拉力传感器的示数F及
    A、B两处速度传感器的示数vA和vB．（填写物理量及表示物理量的字母）
    ③在小车中增加或减少砝码，重复②的操作．
    （2）试验中外力做功的表达式为W=FL，动能变化的表达式为△Ek=$\frac{1}{2}M（{v}_{A}^{2}-{v}_{B}^{2}）$．（用题中给定的物理量字母及记录的物理量字母表示）
    （3）实验结果发现外力做功与动能变化并不相等，造成这一系统误差的原因是小车受到摩擦阻力做功造成．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，两根等高光滑的$\frac{1}{4}$圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为2mg．整个过程中金属棒与导轨电接触良好，求：
    （1）棒到达最低点时的速度大小和通过电阻R的电流．
    （2）棒从ab下滑到cd过程中回路中产生的焦耳热和通过R的电荷量．
    （3）若棒在拉力作用下，从cd开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动到达ab
    ①请写出杆在运动过程中产生的瞬时感应电动势随时间t的变化关系？
    ②在杆到达ab的过程中拉力做的功为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    1．如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=1T．质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r．现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨距为L=2m，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计．求：
    （1）R=0时回路中产生的最大电流的大小及方向；
    （2）金属杆的质量m和阻值r；
    （3）当R=4Ω时，若ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q=8J，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，在水平面上有两条平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离摆放在导轨上，且与导轨垂直，它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计，杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最少距离之比为（　　）
    A．1：1B．1：2C．2：1D．1：1

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    18．有一水平放置的U形导体框处于磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，与磁场方向垂直．阻值为0.5Ω的导体棒ab以速度v=5m/s向右匀速运动，框架宽L=40cm，电阻不计．则导体棒ab中的感应电动势为0.8v 电流1.6 A，方向为b流向a（“a流向b”或“b流向a”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    15．某同学根据电磁感应现象设计了一种发电装置，如图甲所示，图乙为其俯视图．将8块相同磁铁的N、S极交错放置组合成一个高h=0.5m、半径r=0.2m的圆柱体，其可绕固定的OO'轴转动．圆柱外侧附近每个磁场区域的磁感应强度大小均为B=0.2T，方向都垂直于圆柱表面，相邻两个区域的磁场方向相反．紧靠圆柱体外侧固定-根与其等长、电阻R=0.4Ω的金属杆ab，杆与圆柱平行．从上往下看，圆柱体以ω=100rad/s的角速度顺时针匀速转动，设转到如图所示位置为t=0时刻．取g=10m/s2，π2=10．求：
    （1）圆柱体转过$\frac{1}{8}$周期的时间内，ab杆中产生的感应电动势E的大小；
    （2）如图丙所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两极板，极板长L0=0.314m，两板间距d=0.125m．现用两根引线将M、N分别与a、b相连．在t=0时刻，将-个电量q=+1.00×10-6C、质量m=1.60×10-8kg的带电粒子从紧靠M板中心处无初速度地释放，求粒子从M板运动到N板所经历的时间t．不计粒子重力．
    （3）t=0时刻，在如图丙所示的两极板问，若上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间，而且已知粒子沿水平方向离开电场，求初速度v0的大小，并在图中画出粒子相应的运动轨迹．不计粒子重力．（请自行作图！）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    16．（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直．MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触．磁场的磁感应强度为B．
    a．请根据法拉第电磁感应定律E=$\frac{△Φ}{△t}$，推导金属棒MN中的感应电动势E；
    b．在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E．
    （2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动．在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）．某时刻将小球释放，小球将会沿管运动．已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略．在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功．

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