（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册章末综合测评2　电磁感应检测.doc

1、1/11 章末综合测评章末综合测评( (二二) )电磁感应电磁感应 (时间：时间：90 分钟分钟分值：分值：100 分分) 1(4 分分)如图所示如图所示，矩形闭合金属框矩形闭合金属框 abcd 的平面与匀强磁场垂直 的平面与匀强磁场垂直，若若 ab 边边 受竖直向上的磁场力作用受竖直向上的磁场力作用，则可知金属框的运动情况是则可知金属框的运动情况是() A向左平动进入磁场向左平动进入磁场 B向右平动退出磁场向右平动退出磁场 C沿竖直方向向上平动沿竖直方向向上平动 D沿竖直方向向下平动沿竖直方向向下平动 A因为因为 ab 边受到的安培力的方向竖直向上边受到的安培力的方向竖直向上，所以由左手定则

2、就可以判断所以由左手定则就可以判断 出金属框中感应电流的方向是出金属框中感应电流的方向是 abcda，金属框中的电流是由，金属框中的电流是由 ad 边切割磁感线产边切割磁感线产 生的，所以金属框向左平动进入磁场。生的，所以金属框向左平动进入磁场。 2 (4 分分)如图所示如图所示， 空间有一匀强磁场空间有一匀强磁场， 一直金属棒与磁感应强度方向垂直 一直金属棒与磁感应强度方向垂直， 当它以速度当它以速度 v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势棒两端的感应电动势 大小为大小为；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线；将此棒弯成两段长度相等

3、且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂置于与磁感应强度相垂 直的平面内直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度 v 运动时运动时，棒两端的感棒两端的感 应电动势大小为应电动势大小为。则则 等于等于() A1 2 B 2 2 C1D 2 B感应电动势感应电动势 EBlv 成立的条件是成立的条件是 Bl、Bv、lv，即即 B、l、v 三者三者 两两垂直两两垂直，式中的式中的 l 应该取与应该取与 B、v 均垂直的有效长度均垂直的有效长度(即导体的有效切割长度即导体的有效切割长度)。 假设题中金属棒的长度为假设题中金属棒的长度为 l，那么折线的有效切割长度

4、为那么折线的有效切割长度为 2 2 l，所以所以 2 2 。选选 2/11 项项 B 正确。正确。 3(4 分分)如图所示如图所示，用两根相同的导线绕成匝数分别为用两根相同的导线绕成匝数分别为 n1和 和 n2的圆形闭合的圆形闭合 线圈线圈 A 和和 B，两线圈所在平面与匀强磁场垂直两线圈所在平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化当磁感应强度随时间均匀变化 时时，两线圈中的感应电流之比两线圈中的感应电流之比 IAIB为为() An1 n2 Bn2 n1 Cn 2 1 n22 Dn 2 2 n21 B由题意知线圈由题意知线圈 A 和和 B 的长度、横截面积和材料的长度、横截面积和材料(电

5、阻率电阻率)都相同，所以都相同，所以 电阻相同，由电阻相同，由 LAn12r1LBn22r2得得r1 r2 n2 n1，两线圈中的感应电流之比等 ，两线圈中的感应电流之比等 于两线圈感应电动势之比于两线圈感应电动势之比， 由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律 EnB t S， 得得IA IB E1 E2 n1SA n2SB n1r21 n2r22 n2 n1，所以 ，所以 B 正确。正确。 4(4 分分)如图所示如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量金属环质量 为为 0.2 kg，在该平面上以在该平面上以 v04 m/s、与导线成与导

6、线成 60角的初速度运动角的初速度运动，最后达到稳最后达到稳 定状态定状态，这一过程中环中产生的电能为这一过程中环中产生的电能为() A1.6 JB1.2 J C0.8 JD0.4 J B金属环远离通电直导线过程中，金属环中有感应电流，受到垂直通电金属环远离通电直导线过程中，金属环中有感应电流，受到垂直通电 直导线方向的安培力，最终金属环垂直通电直导线方向的速度变为零，沿通电直导线方向的安培力，最终金属环垂直通电直导线方向的速度变为零，沿通电 直导线方向的速度不变直导线方向的速度不变，将金属环的速度将金属环的速度 v0分解为沿通电直导线方向的分解为沿通电直导线方向的 vx和垂和垂 直通电直导线

7、方向的直通电直导线方向的 vy， 则则 vxv0cos 60， 所以这一过程中环中产生的电能为所以这一过程中环中产生的电能为 E 3/11 1 2mv 2 2 0 0 1 2mv 2 2 x x 1.2 J，选项，选项 B 正确。正确。 5(4 分分)如图所示如图所示，先后以恒定的速度先后以恒定的速度 v1和 和 v2把一个正方形金属线框水平把一个正方形金属线框水平 拉出有界匀强磁场区域拉出有界匀强磁场区域，且且 v12v2，则在先后两种情况则在先后两种情况() A线框中的感应电动势之比线框中的感应电动势之比 E1E221 B线框中的感应电流之比线框中的感应电流之比 I1I212 C线框中产生

8、的热量之比线框中产生的热量之比 Q1Q214 D通过线框某截面的电荷量之比通过线框某截面的电荷量之比 q1q221 A根据根据 EBlvv 以及以及 v12v2可知，选项可知，选项 A 正确；因为正确；因为 IE R E，所，所 以以 I1I221，选项，选项 B 错误；线框中产生的热量错误；线框中产生的热量 QI2RtE 2 R tB 2l2v2 R l v B2l3v R v， 所所以以Q1Q221， 选选项项C错误错误； 根根据据q R BS R 可知可知， q1q211， 选项选项 D 错误。错误。 6(4 分分)如图所示如图所示，直角三角形金属框直角三角形金属框 abc 放置在匀强磁

9、场中放置在匀强磁场中，磁感应强度磁感应强度 大小为大小为 B，方向平行于方向平行于 ab 边向上边向上。当金属框绕当金属框绕 ab 边以角速度边以角速度逆时针转动时逆时针转动时， a、b、c 三点的电势分别为三点的电势分别为 Ua、Ub、Uc。已知已知 bc 边的长度为边的长度为 l。下列判断正确下列判断正确 的是的是() AUaUc，金属框中无电流金属框中无电流 BUbUc，金属框中电流方向沿金属框中电流方向沿 abca CUbc1 2Bl 2， ，金属框中无电流金属框中无电流 DUac1 2Bl 2， ，金属框中电流方向沿金属框中电流方向沿 acba 4/11 C金属框金属框 abc 平面

10、与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感 应电流产生应电流产生，选项选项 B、D 错误错误；转动过程中转动过程中 bc 边和边和 ac 边均切割磁感线边均切割磁感线，产生感产生感 应电动势应电动势，由右手定则判断由右手定则判断 UaUc，UbUc，选项选项 A 错误错误；由转动切割产生感应由转动切割产生感应 电动势的公式得电动势的公式得 Ubc1 2Bl 2，选项 ，选项 C 正确。正确。 7 (4 分分)如图所示如图所示， 两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上， ， 导轨间距为导轨间距为 L， 劲度系数为

11、劲度系数为 k 的轻质弹簧上端固定的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒下端与水平直导体棒 ab 相连相连，弹簧与导轨弹簧与导轨 平面平行并与平面平行并与 ab 垂直垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面空间存在垂直导轨平面 斜向上的匀强磁场斜向上的匀强磁场。闭合开关闭合开关 S 后导体棒中的电流为后导体棒中的电流为 I，导体棒平衡时导体棒平衡时，弹簧伸弹簧伸 长量为长量为 x1； 调转图中电源极性调转图中电源极性， 使导体棒中电流反向使导体棒中电流反向， 导体棒中电流大小仍为导体棒中电流大小仍为 I， 导体棒平衡时弹簧伸长量为导体棒平衡时弹簧伸长量为

12、 x2。忽略回路中电流产生的磁场忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁则匀强磁场的磁 感应强度感应强度 B 的大小为的大小为() A k IL(x 1x2)B k IL(x 2x1) C k 2IL(x 2x1)D k 2IL(x 2x1) D设斜面倾角为设斜面倾角为，由平衡条件可得，由平衡条件可得 mgsin kx1BIL；调转题图中电；调转题图中电 源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得 mgsin BILkx2，联立解得，联立解得 B k 2IL(x 2x1)。选项。选项 D 正确。正确。 8(12 分分)如图所示如图所示，横截面积为横截面积为

13、 0.2 m2的 的 100 匝圆形线圈匝圆形线圈 A 处在变化的磁处在变化的磁 场中场中，磁场方向垂直纸面磁场方向垂直纸面，其磁感应强度其磁感应强度 B 随时间随时间 t 的变化规律如图乙所示的变化规律如图乙所示，设设 垂直纸面向外为垂直纸面向外为 B 的正方向的正方向。R14 ，R26 ，C30 F，线圈的内阻不计线圈的内阻不计， 求电容器上极板所带电荷量并说明极板的正负求电容器上极板所带电荷量并说明极板的正负。 5/11 解析解析EnB t S1000.02 1 0.2 V0.4 V 电路中的电流电路中的电流 I E R1R2 0.4 46 A0.04A 所以所以 UCIR20.046

14、V0.24 V QCUC3010 6 0.24 C7.210 6 C 由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。 答案答案7.210 6 C上极板带正电上极板带正电 9(12 分分)如图所示如图所示，有一夹角为有一夹角为的金属角架的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁角架所围区域内存在匀强磁 场场，磁场的磁感应强度大小为磁场的磁感应强度大小为 B，方向与角架所在平面垂直方向与角架所在平面垂直，一段直导线一段直导线 ab， 从顶角从顶角 c 贴着角架以速度贴着角架以速度 v 向右匀速运动向右匀速运动。求：求： (1)t 时刻角架的瞬时感应电动势

15、；时刻角架的瞬时感应电动势； (2)t 时间内角架的平均感应电动势时间内角架的平均感应电动势。 解析解析(1)ab 杆向右运动的过程中切割磁感线杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大构成回路的长度不断变大， ， 感应电动势的大小不断变化。在感应电动势的大小不断变化。在 t 时间内设位移为时间内设位移为 x，则，则 xvt 切割长度切割长度 Lxtan EBLv 联立联立得得 EBv2ttan 。 (2)由法拉第电磁感应定律得由法拉第电磁感应定律得 E t SB1 2xLB 联立联立得得 E 1 2Bv 2ttan 。 。 6/11 答案答案(1)Bv2ttan (2)1 2Bv

16、2ttan 10(4 分分)(多选多选)如图所示的电路中如图所示的电路中，电感电感 L 的自感系数很大的自感系数很大，电阻可忽略电阻可忽略， D 为理想二极管为理想二极管，则下列说法正确的有则下列说法正确的有() A当当 S 闭合时闭合时，L1立即变亮立即变亮，L2逐渐变亮逐渐变亮 B当当 S 闭合时闭合时，L1一直不亮一直不亮，L2逐渐变亮逐渐变亮 C当当 S 断开时断开时，L2立即熄灭立即熄灭 D当当 S 断开时断开时，L1突然变亮突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭然后逐渐变暗至熄灭 BD当当 S 闭合时闭合时， 因二极管加上了反向电压因二极管加上了反向电压， 故二极管截止故二极管截止， L1一

17、直不亮一直不亮； 通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得通过线圈的电流增加，感应电动势阻碍电流增加，故使得 L2逐渐变亮，选项逐渐变亮，选项 B 正确，正确，A 错误；当错误；当 S 断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过断开时，由于线圈自感电动势阻碍电流的减小，故通过 L1 的电流要在的电流要在 L2L1DL 之中形成新的回路，故之中形成新的回路，故 L1突然变亮，然后逐渐变暗突然变亮，然后逐渐变暗 至熄灭，选项至熄灭，选项 C 错误，错误，D 正确。正确。 11(4 分分)(多选多选)如图所示如图所示，空间存在两个磁场空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为磁感应强度大小

18、均为 B，方方 向相反且垂直纸面向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界为其边界，OO为其对称轴为其对称轴。一导线折成边长为一导线折成边长为 l 的正方形闭合回路的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定速度回路在纸面内以恒定速度 v0向右运动向右运动，当运动到关当运动到关于于 OO对称的位置时对称的位置时() A穿过回路的磁通量为零穿过回路的磁通量为零 B回路中感应电动势大小为回路中感应电动势大小为 2BLv0 C回路中感应电流的方向为顺时针方向回路中感应电流的方向为顺时针方向 D回路中回路中 ab 边与边与 cd 边所受安培力方向相同边所受安培力方向相同 ABD当回路运动到关于当回路运动

19、到关于 OO对称的位置时，穿过回路的两个相反方向的对称的位置时，穿过回路的两个相反方向的 7/11 磁场面积相等，且磁感应强度大小均为磁场面积相等，且磁感应强度大小均为 B，穿过回路的磁通量为零，选项，穿过回路的磁通量为零，选项 A 正正 确；确；ab、cd 两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个 边产生的感应电流的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小边产生的感应电流的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小为为 2BLv0，选项，选项 B 正确，选项正确，选项 C 错误；根据左手定则可判断出回路中错误；

20、根据左手定则可判断出回路中 ab、 、cd 两个两个 边所受安培力的方向相同，选项边所受安培力的方向相同，选项 D 正确。正确。 12(4 分分)(多选多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。 。铜圆盘安装在竖直铜圆盘安装在竖直 的铜轴上的铜轴上，两铜片两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上圆盘处于方向竖直向上 的匀强磁的匀强磁场场 B 中中。 圆盘旋转时圆盘旋转时， 关于流过电关于流过电阻阻 R 的电流的电流， 下列说法正确的是下列说法正确的是() A若圆盘转动的角速度恒定若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒

21、定则电流大小恒定 B若从上向下看若从上向下看，圆盘顺时针转动圆盘顺时针转动，则电流沿则电流沿 a 到 到 b 的方向流动的方向流动 C若圆盘转动方向不变若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化则电流方向可能发生变化 D若圆盘转动的角速度变为原来的若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍倍，则电流在则电流在 R 上的热功率变为原来上的热功率变为原来 的的 4 倍倍 ABD铜盘转动产生的感应电动势为铜盘转动产生的感应电动势为：E1 2BL 2， ， 则知圆盘转动的角速度则知圆盘转动的角速度 恒定，恒定，E 恒定，产生的电流大小恒定；故恒定，产生的电流大小恒定；故

22、 A 正确；由右手定则可知，回路中电正确；由右手定则可知，回路中电 流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流沿流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流沿 a 到到 b 的方向流过的方向流过 R，故，故 B 正确；若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电正确；若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电 流方向不变，大小变化，故流方向不变，大小变化，故 C 错误；若圆盘转动的角速度变为原来的错误；若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，根倍，根 据据 E1 2BL 2， ，IE R可知回路中电流变为原来 可知回路中电流变为原来 2 倍倍，根据根据 PI2

23、R 可知电流在可知电流在 R 上的热功率变为原来的上的热功率变为原来的 4 倍，故倍，故 D 正确。正确。 13(4 分分)(多选多选)如图所示是演示自感现象的两个电路图如图所示是演示自感现象的两个电路图， ，L1和和 L2为电感线为电感线 圈圈。实验时实验时，断开开关断开开关 S1瞬间瞬间，如图甲所示如图甲所示， 灯灯 A1突然闪亮一下突然闪亮一下，随后逐渐随后逐渐 变暗变暗，直至熄灭直至熄灭；闭合开关闭合开关 S2，如图乙所示如图乙所示，灯灯 A2逐渐变亮逐渐变亮，而另一个相同的而另一个相同的 灯灯 A3立即变亮立即变亮，最终最终 A2与与 A3的亮度相同的亮度相同。下列说法正确的是下列说

24、法正确的是() 8/11 甲甲乙乙 A图甲中图甲中，闭合闭合 S1瞬间和断开瞬间和断开 S1瞬间瞬间，通过通过 A1中电流方向相同中电流方向相同 B图甲中图甲中，闭合闭合 S1，电路稳定后电路稳定后，A1中电流小于中电流小于 L1中电流 中电流 C图乙中图乙中，闭合闭合 S2瞬间瞬间，有可能观察到灯有可能观察到灯 A3也会闪亮一下也会闪亮一下 D图乙中图乙中，断开断开 S2瞬间瞬间，灯灯 A3立刻熄灭立刻熄灭，灯灯 A2缓慢熄灭缓慢熄灭 BC图甲中，闭合图甲中，闭合 S1瞬间，直流电源对灯瞬间，直流电源对灯 A1供电，电流从左到右；断供电，电流从左到右；断开开 S1瞬间，电感线圈对灯瞬间，电感

25、线圈对灯 A1供电，电流从右到左，故供电，电流从右到左，故 A 错误；错误；“实验时，断开实验时，断开 开关开关 S1瞬间瞬间，灯灯 A1突然闪亮突然闪亮，随后逐渐变暗随后逐渐变暗”说明闭合说明闭合 S1且电路稳定时且电路稳定时，通通 过电感线圈过电感线圈 L1的电流大于通过灯泡的电流大于通过灯泡 A1的电流，故的电流，故 B 正确；闭合开关正确；闭合开关 S2瞬间，瞬间， 由于电感线圈阻碍电流的增加，由于电感线圈阻碍电流的增加，L2中电流从零开始缓慢增大，此时路端电压缓中电流从零开始缓慢增大，此时路端电压缓 慢变小慢变小，灯灯 A3中电流从某一较大值开始减小中电流从某一较大值开始减小，C 正

26、确正确；图乙中图乙中，稳定时通过稳定时通过 A2 和和 A3的电流相同的电流相同，断开断开 S2瞬间瞬间，电感线圈电感线圈 L2、灯灯 A2、灯灯 A3构成回路构成回路，电流从电流从 同一值开始缓慢减小至为零，故灯同一值开始缓慢减小至为零，故灯 A3和灯和灯 A2均缓慢熄灭，均缓慢熄灭，D 错误。错误。 14(4 分分)(多选多选)用一根横截面积为用一根横截面积为 S、电阻率为电阻率为的硬质导线做成一个半径的硬质导线做成一个半径 为为 r 的圆环的圆环， ab 为圆环的一条直径为圆环的一条直径。 如图所示如图所示， 在在 ab 的左侧存在一个匀强磁场的左侧存在一个匀强磁场， 磁场垂直圆环所在平

27、面磁场垂直圆环所在平面，方向如图方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率磁感应强度大小随时间的变化率B t k(k0)。则则() A圆环中产生逆时针方向的感应电流圆环中产生逆时针方向的感应电流 B圆环具有扩张的趋势圆环具有扩张的趋势 C圆环中感应电流的大小为圆环中感应电流的大小为| krs 2| 9/11 D图中图中 a、b 两点间的电势差两点间的电势差| 1 4kr 2| BD磁通量向里减小磁通量向里减小，由楞次定律由楞次定律“增反减同增反减同”可知可知，线圈中的感应电流线圈中的感应电流 方向为顺时针，故选项方向为顺时针，故选项 A 不符合题意；由楞次定律的不符合题意；由楞次定律的“增缩减扩增

28、缩减扩”可知，为了可知，为了 阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，故选项阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，故选项 B 符合题意；由法拉第电磁感符合题意；由法拉第电磁感 应定律可知：应定律可知：EB t r 2 2 | 1 2kr 2 | 线圈电阻线圈电阻 R2r S ，感应电流感应电流 IE R | krS 4|，故选项故选项 C 不符合题意不符合题意；由闭合由闭合 电路欧姆定律可知电路欧姆定律可知 ab 两点间的电势差为两点间的电势差为 UabE 2 | 1 4kr 2| ， 故选项故选项 D 符合题意符合题意。 15(14 分分)如图所示如图所示，水平面水平面(纸面纸面)内间距为内间距为

29、 l 的平行金属导轨间接一电阻的平行金属导轨间接一电阻， 质量为质量为 m、长度为长度为 l 的金属杆置于导轨上的金属杆置于导轨上。t0 时时，金属杆在水平向右金属杆在水平向右、大小大小为为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动的恒定拉力作用下由静止开始运动。 t0时刻时刻， 金属杆进入磁感应强度大小为金属杆进入磁感应强度大小为 B、 方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与杆与 导轨的电阻均忽略不计导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因两者之间的动摩擦

30、因 数为数为。重力加速度大小为重力加速度大小为 g。求：求： (1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (2)电阻的阻值电阻的阻值。 解析解析(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a， 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 Fmgma 设金属杆到达磁场左边界时的速度为设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v， 由运动学公式有由运动学公式有 vat0 当金属杆以速度当金属杆以速度 v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动 势为势为 EBlv 联立联立式可得式可得 E

31、Blt0 F m g 。 10/11 (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为 I， 根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律 IE R 式中式中 R 为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为 F安 安 BlI 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得 FmgF安 安 0 联立联立式得式得 RB 2l2t0 m 。 答案答案(1)Blt0 F m g (2)B 2l2t0 m 16 (14 分分)如图所示如图所示， 两根足够长的光滑金属导轨两根足够长的光滑金属导轨 MN、

32、PQ 间距为间距为 l0.5 m， 其电阻不计其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角角。完全相同的两金属完全相同的两金属棒棒 ab、cd 分别垂直导轨放置分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触每棒两端都与导轨始终良好接触， ，已知两棒的质量已知两棒的质量 均为均为 0.02 kg，电阻均为电阻均为 R0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁 场中场中，磁感应强度大小为磁感应强度大小为 B0.2 T，棒棒 ab 在平行于导轨向上的拉力在平行于导轨向上的拉力 F 作用下作用下， 沿导轨向上匀速运动沿

33、导轨向上匀速运动，而棒而棒 cd 恰好保持静止恰好保持静止，g 取取 10 m/s2。求：求： (1)通过通过 cd 棒的电流棒的电流 I 的大小和方向；的大小和方向； (2)棒棒 ab 受到的拉力受到的拉力 F 的大小；的大小； (3)拉力拉力 F 做功的功率做功的功率 P 的大小的大小。 解析解析(1)对对 cd 棒受力分析可得：棒受力分析可得： BIlmgsin30 代入数据，得：代入数据，得：I1A 根据左手定则判断，通过根据左手定则判断，通过 cd 棒的电流棒的电流 I 方向由方向由 d 到到 c。 (2)对对 ab 棒受力分析可得：棒受力分析可得： FBIlmgsin30 代入数据，得：代入数据，得：F0.2 N。 11/11 (3)根据根据 IBlv 2R ，代入数据，得，代入数据，得 v2 m/s PFv 代入数据，得：代入数据，得：P0.4 W。 答案答案(1)1 A方向由方向由 d 到到 c(2)0.2 N(3)0.4 W