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    （10分） 如图所示，光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝30°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝2.0Ω的电阻，其它电阻不计，质量m＝2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置，用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab， 若金属杆ab以恒定加速度a＝2 m/s2， 由静止开始做匀变速运动，则：（g="10" m/s2）

    (1) 在5 s内平均感应电动势是多少？
    (2) 第5 s末，回路中的电流多大？
    (3) 第5 s末，作用在ab杆上的外力F多大？
    (1)  (2) (3)

    试题分析：（1）      ①   1分
    由法拉第电磁感应定律得       ②   1分
    联立解得，       ③   1分
    (2)5s末的瞬时速度为          ④   1分
    5s末的感应电动势为          ⑤   1分
    由欧姆定律得         ⑥   1分
    联立解得，      ⑦   1分
    (3)由安培力公式得          ⑧   1分
    由牛顿第二定律，得    ⑨   1分
    联立解得，         ⑩   1分
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平 面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、一边长度也为L的方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力），则
    A．上升过程中，导线框做匀变速运动
    B．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率
    C．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多
    D．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是

    A．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝nBL2ωsinωt
    B．在t＝时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时磁通量随时间变化最快
    C．从t＝0时刻到t＝时刻，电阻R上产生的热量为Q＝n2B2L4πωR/16(R+r)2
    D．从t＝0时刻到t＝时刻，通过R的电荷量q＝BL2/2R

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，在倾角为30°的绝缘斜面上，固定两条无限长的平行光滑金属导轨，匀强磁场B垂直于斜面向上，磁感应强度B=0.4T，导轨间距L=0.5m，两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上，金属棒质量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，每根金属棒的电阻均为r＝0.2W，导轨电阻不计．当用沿斜面向上的拉力拉动金属棒ab匀速向上运动时．cd金属棒恰在斜面上保持静止。求：

    (1) 金属棒cd两端电势差Ucd；
    (2) 作用在金属棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框abcd置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向（向上．向下．向左．向右）分别平移出磁场，如图所示，则线框移出磁场的整个过程中：  
    A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
    B．四种情况下ab两端的电势差都相等
    C．四种情况下流过线框的电量都相等
    D．四种情况下磁场力对线框做的功率都相等

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，两光滑导轨相距为L，倾斜放置，与水平地面夹角为θ，上端接一电容为C的电容器。导轨上有一质量为m长为L的导体棒平行地面放置，导体棒离地面的高度为h，磁感强度为B的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直，开始时电容器不带电。将导体棒由静止释放，整个电路电阻不计，则（    ）
    A．导体棒先做加速运动，后作匀速运动
    B．导体棒一直做匀加速直线运动，加速度为
    C．导体棒落地时瞬时速度
    D．导体棒下落中减少的重力势能转化为动能，机械能守恒

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如下图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升，上升高度为h.则在此过程中，以下错误的是(　 　)
    A．作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零
    B．恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
    C．恒力F和安培力的合力所做的功等于零
    D．恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场和宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是
    A．当ab边刚好越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθ
    B．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1
    C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少
    D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直．一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=l.5Ω，其他电阻均可忽略不计．电源电动势E=3.0V，内阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．当S1闭合，S2断开时，导体棒恰好静止不动．
    （1）求S1闭合，S2断开时，导体棒所受安培力的大小；
    （2）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时，导体棒产生的感应电动势大小；
    （3）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小．

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