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高三物理选择题中等难度题查看答案及解析

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如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ。虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的ab边与磁场的d′c′边重合。现使金属线框以初速度v₀沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d′c′边距离为l。在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为

A．          B．

C．         D．

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如图甲所示为磁悬浮列车模型，质量的绝缘板底座静止在动摩擦因数的粗糙水平地面上，位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源，其质量，边长为，电阻为，与绝缘板间的动摩擦因数，为AD.BC的中线，在金属框内有可随金属框同步移动的磁场，区域内磁场如图乙所示，CD恰在磁场边缘以外；区域内磁场如图丙所示，AB恰在磁场边缘以内（），若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则金属框从静止释放瞬间（　　 ）

A.若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为

B.若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为

C.若金属框不固定，金属框的加速度为，绝缘板仍静止

D.若金属框不固定，金属框的加速度为，绝缘板的加速度为

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如图所示，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计、质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形闭合回路。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为r，整个空间存在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时，一水平向左的拉力垂直作用于导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a。已知重力加速度为g，求：

（1）在t=t1时刻，电路中感应电动势的大小及流过PQ棒的感应电流方向；

（2）从t=0时刻开始计时，经过多长时间矩形回路中感应电流最大？最大值是多少?

（3）从t=0时刻到回路中感应电流最大的过程中，回路产生的焦耳热为Q，求拉力所做的功。

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如图甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈，匝数N=10，边长L=0.4m，总电阻R=1Ω，滑板和线圈的总质量M=2kg，滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5，前方有一长4L、高L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化，现给线圈施加一水平拉力，使线圈以速度v=0.4m/s匀速通过矩形磁场，t=0时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场．g=l0m/s2.求：

(1)t=0.5s时线圈中通过的电流；

(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需拉力的大小；

(3)线圈穿过图中矩形区域过程中拉力所做的功．

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如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上．一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形．棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱．导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0．以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B．在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a．

（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；

（2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？

（3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量．

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