2023年高三物理假期作业六《电磁感应及交流电》
制题：陈亮审核：祁祥兰日期。
1．如图所示，用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中。当磁场以20ｔ/s的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电势差uab是（ ）
a．0.2v b．－0.2v
c．0.4v d．－0.4v
2．如图4－70所示，在水平面上有一固定的u形金属框架，框架上置一金属杆ab．在垂直纸面方向有一匀强磁场，下面情况可能的是。
a．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动。
b．若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动。
c．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动。
d．若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动。
3．如图所示，导线ab、cd跨在电阻不计的长直光滑导轨上，ab的电阻比cd的电阻大，当cd在外力f1的作用下，匀速向左滑动时，ab在外力f2作用下保持静止，则两力及两导线端电压的大小关系是（ ）
a．f1>f2 uab>ucdb．f1 c．f1=f2 uab>ucdd．f1=f2 uab=ucd
4．用均匀电阻丝做成的正方形导线框abcd放在如图有理想边界的正方形匀强磁场中．导线框的各边和磁场的边界保持互相平行．现沿四种不同的方向把导线框以某一相同的速度从磁场中完全拉出来，在导线框穿出磁场过程中，ab两点间的电压最大的是（ ）
a.向上拉出 b.向下拉出 c.向左拉出 d.向右拉出。
5．一个面积s=4×10m、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图3所示，由图可知（ ）
a．在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于0.08wb/s
b．在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化量等于零。
c．在开始2秒内线圈中产生的感应电动势等于8v
d．在第3秒末感应电动势为零。
6．如右图中的a是一个边长为为l的正方向导线框，其电阻为r.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b。如果以x轴的正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力f随时间变化的图线应为（ ）
7．如图2所示，n=50匝的圆形线圈m，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图所示，则ab两点的电势高低与电压表的读数为（ ）
a． ＞20v
b． ＞100v
c． ＜20v
d． ＜100v
8．如图，两光滑平行金属导轨ab相距为l，固定在竖直平面上，上端用电阻相连，下端足够长．放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，质量为m的金属棒cd跨接在导轨上．当cd由静止释放后在ab上匀速滑动时，闭合电键，则cd的运动为（ ）
a．继续向下匀速运动
b．向下减速运动到速度为零。
c．向下加速运动到速度为原来匀速运动的速度2倍。
d．向下减速运动到速度为原来匀速运动的速度的一半。
9．交流发电机工作时的电动势的变化规律为，如果转子的转速n提高1倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（ ）
ab． cd．
10.一只低压电源输出的交变电压瞬时值u=10sin314t(v)，关于该电源的规格和使用，以下说法正确的是（ ）
a.这只电源可以使"10v2w"的灯泡正常发光
b.这只电源的交变电压的周期是314s
c.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值
d.“10v2μf”电容器不能接在这只电源上。
11．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动，线圈平面位于如图（甲）所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量φ随时间的变化规律如图（乙）所示。下列说法正确的是（ ）
a．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大；
b．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变；
c．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变；
d．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小。
12．（2010南开中学模拟）如图所示，两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨mn和pq，一端接有阻值为r的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力f作用下向右匀速运动时，电阻r上的消耗的电功率为p，从某一时刻开始撤去水平恒力f。
求撤去水平力后：
当电阻r上消耗的功率为时，金属杆的加速度大小和方向。
电阻r上产生的焦耳热。
13．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=370角，下端连接着阻值为r的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．
求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小．
当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻r消耗的功率为8w，求该速度的大小．
在上问中，若r=2ω，金属棒中的电流由a到b，求磁感应强度的大小和方向（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．
14．(2010栟茶模拟)如图甲所示，空间存在b=0.5t，方向竖直向下的匀强磁场，mn、pq是相互平行的粗糙的长直导轨，处于同一水平面内，其间距l=0.2m，r是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.
1kg的导体棒，从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力f，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度一时间图像，其中oa段是直线，ac是曲线，de是曲线图像的渐近线。小型电动机在12s末达到额定功率p额=4.5w，此后功率保持不变，除r以外，其余部分的电阻均不计，g=10 m/s2
1）求导体棒在0～12s内的加速度大小；
2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数及电阻r的阻值；
3）若已知0～12s内r上产生的热量为12.5j，牵引力做的功为多少？
2023年高三物理假期作业六《电磁感应及交流电》答案。
12．解：（1）撤去f之前，设通过电阻r的电流为i，则金属杆受到的安培力大小f安=bil=f。
撤去f之后，由p=i2r知，当电阻r上消耗的电功率为时，通过r的电流，则金属杆受到的安培力，方向水平向左。
由牛顿第二定律得，，方向水平向左。
2）撤去f后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减速运动直到停下。
设匀速运动时金属杆的速度为v则又解得。
由能量守恒可得，撤去f后，整个电路产生的热量。
则电阻r上产生的焦耳热。
13．解：①金属棒开始下滑初速度为零，根据牛顿第二定律。
mgsinθ－μmgcosθ＝ma 所以。
设稳定时金属棒的速度为v，所受安培力为f，棒在沿导轨方向受力平衡。
此时，金属棒克服安培力做功的功率等于电路中r消耗的电功率。
设电路中电流为i，导轨间金属棒长为l，磁感应强度为b
方向垂直导轨平面向下。
14．解：⑴由图中可得12s末的速度为v1=9m/s，t1=12s
导体棒在0～12s内的加速度大小为。
设金属棒与导轨间的动摩擦因素为。
a点有 e1=blv1
感应电流。由牛顿第二定律。
则额定功率为。
综合①②③可得： ①
c点有。将，，代入解得μ=0.2 r=0.4
在0～12s内：t1=12s
通过的位移。
由能量守恒。
代入数据解得 wf=27.35j
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