【题目】如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只单匝圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m=0.1kg，半径为r=0.1m，导线单位长度的阻值为ρ=0.1Ω/m，．金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t=0时刻起，测得经过10s丝线刚好被拉断．重力加速度g取10m/s2 ． 求：
（1）导体圆中感应电流的大小及方向；
（2）丝线所能承受的最大拉力F；
（3）在丝线断前的10s时间内金属圈中产生的焦耳热Q．
【答案】
（1）解：由楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向
由图乙知， 
= 
=0.8T/s
导体圆的电阻为R=2πrρ
圆中感应电流I= 
= 
= 
=0.8× 
=0.2 A
（2）解：10秒末磁感应强度B= t=0.8×10T=8T
导体圆受到的安培力F安=BI2r
细线的拉力：F=F安+mg=BI2r+mg
当t=10s时，代入数据得F=1.32N
（3）解：金属圈内产生的焦耳热：Q=I2Rt
代入数据得：Q=0.025J
【解析】（1）根据楞次定律判断感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律求圆中感应电流；（2）由图象求出t时刻的磁感应强度，受到的安培力，根据受力平衡求细线的拉力；（3）根据焦耳定律求金属圈内产生的焦耳热．
【考点精析】掌握楞次定律和电磁感应与电路是解答本题的根本，需要知道楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便；用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；画等效电路；运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解．
培优好卷单元加期末卷系列答案
一线名师权威作业本系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，重为100N的物体静止在水平地面上．用F=80N的力竖直向上拉该物体时，则物体对地面的压力为（ ）
A.0N
B.20N，方向竖直向上
C.20N，方向竖直向下
D.100N，方向竖直向下
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【题目】如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的托盘和砝码总重量为6N，弹簧秤读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走部分砝码，使总重量减小为4N，将会出现的情况是（ ）
A.A对桌面的摩擦力不变
B.A所受合力增大
C.A仍静止不动
D.弹簧秤的读数减小
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【题目】如图所示，为了测定个人的反应速度，请甲同学用手指拿着一把直尺上端，尺的零刻度 在下端，乙同学的手候在尺的零刻度处．当甲同学松开直尺，乙同学见到直尺下落，立即用 手抓住直尺．另一同学丙也重复乙的做法，现记录乙和丙同学抓住尺的刻度值分别为20 cm 和 24cm，下列说法中正确的是（ ）
A.乙同学反应快
B.丙同学反应快
C.乙和丙同学反应一样快
D.因时间未知，无法比较乙和丙同学反应速度
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【题目】蹦床运动可简化为一个落到竖直放置的轻弹簧的小球运动，如图甲所示．质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．以小球刚下落开始计时，以竖直向下为正方向，小球的速度v随时间t变化的图线如图乙所示．图线中的OA段为直线，与曲线ABCD相切于A点．不考虑空气阻力，则关于小球的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A.运动的全过程小球机械能守恒
B.下落h高度时小球速度最大
C.小球在t4时刻所受弹簧弹力大于2mg
D.小球在t2时刻重力势能和弹簧的弹性势能之和最小
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【题目】阅读下列内容，回答（1）（2）（3）（4）题问题．
电动自行车以其时尚、方便、快捷深受广大中学生的喜爱．但由电动自行车引发的交通 事故也在逐年增多．学习交通安全常识、自觉遵守交通法规是确保学生交通安全的重要举措之一．按规定电动自行车在城区限速20 km/h．
（1）下列说法正确的是（ ）
A.电动自行车限速 20 km/h，指的是平均速度
B.电动自行车限速 20 km/h，指的是瞬时速度
C.交通事故发生时，相互碰撞的速度指的是平均速度
D.在某一路段进行区间测速，测量的是瞬时速度
（2）某同学为了判断自己正常行驶时是否超速，在一次正常行驶途中经过某一位置时立刻切断电源，让电动自行车沿直线自由滑行．测得电动自行车滑行的最大距离为15m，滑行的时间为5s，则该同学正常行驶的车速约为（ ）
A.3km/h
B.3m/s
C.6km/h
D.6m/s
（3）某同学骑电动自行车在水平公路上以v的恒定速率转弯，已知人和车的总质量为m，转 弯的路径近似看成一段圆弧，圆弧半径为R，人和车作为一个整体转弯时需要的向心力为（ ）
A.F= 
mv2
B.F=mv2R
C.F= 
D.F= 
（4）随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．从能的转化角度分析，下列电器中与电动自行车属于同一类的是（ ）
A.电炉
B.电视机
C.电饭煲
D.洗衣机
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【题目】如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ ， 线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l ， 磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求：
（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；
（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；
（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，线框中产生的热量是多少？
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【题目】如图所示，质量M=2kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=1kg的小球相连，今用跟水平方向成60°角的力F=10
N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2。在运动过程中，求：
（1）轻绳与水平方向的夹角
（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
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【题目】距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图所示。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10m/s。可求得h等于（ ）
A. 3.75m B. 2.25m
C. 1.25m D. 4.75m
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