5時(shí)，電流表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為，則下列說法正確的是（ ?。〢.電源輸出電壓為B.電源輸出功率為C.當(dāng)時(shí)，變壓器輸出功率最大D.當(dāng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為【答案】A【解析】【詳解】A．當(dāng)時(shí)，電流表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為4V，根據(jù)歐姆定律則理想變壓器原，副線圈匝數(shù)之比為1:2，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得原線圈電壓為根據(jù)單相變壓器中電流與匝數(shù)成反比得原線圈電流是所以電源輸出電壓為故A正確；B．根據(jù)公式，可得電源輸出功率為故B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)歐姆定律得副線圈電流為，所以原線圈電流是2，所以解得
6當(dāng)時(shí)，，即電壓表的讀數(shù)為6V；變壓器輸出的功率為所以滿足時(shí)變壓器輸入功率最大，故CD錯(cuò)誤。故選A。7.一電阻的單匝閉合線框處于變化的磁場(chǎng)中，在一個(gè)周期內(nèi)穿過線框的磁通量隨時(shí)間t的變化情況如圖所示，已知圖中的曲線部分按正弦規(guī)律變化，取，則下列說法正確的是（ ）A.線框中電流的有效值為B.線框中電流的有效值為C.線框中電流的有效值為D.線框中電流的有效值為【答案】A【解析】【詳解】由于曲線部分按正弦規(guī)律變化，既有則有直線部分的斜率的絕對(duì)值相等，表明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，則有
7令產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為，則有解得則電流的有效值為故選A。8.如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，相距為的兩條直線MN、PQ之間存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)用相同材料且粗細(xì)均勻的電阻絲制成的、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框ABCD以速度從MN左側(cè)沿垂直于MN的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，線框完全離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度大小變?yōu)?，且，則以下說法正確的是（ ?。〢.整個(gè)線框處于磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程與線框穿出磁場(chǎng)過程中通過線框截面的電量不相等C.線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程與穿出磁場(chǎng)兩個(gè)過程中克服安培力做功之比為D.若只將線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度會(huì)為原來的兩倍【答案】C【解析】【詳解】A．整個(gè)線框處于磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB邊與CD邊均在切割磁感線，可以等效為兩個(gè)電源，根據(jù)右手定則可知，A端為等效電源的正極，即A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)，，解得
8可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程與線框穿出磁場(chǎng)過程中通過線框截面的電量相等，B錯(cuò)誤；C．令線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為，線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程與穿出磁場(chǎng)過程根據(jù)動(dòng)量定理有，根據(jù)上述有解得線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過程與穿出磁場(chǎng)過程根據(jù)能量守恒有，根據(jù)功能關(guān)系有，解得C正確；D．根據(jù)上述有，，解得可知，若只將線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度會(huì)大于原來的兩倍，D錯(cuò)誤。故選C。9.汽車使用的電磁制動(dòng)原理示意圖如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體在固定通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力。下列說法正確的是（ ?。?/p>
9A.制動(dòng)過程中，導(dǎo)體不會(huì)發(fā)熱B.制動(dòng)力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)C.改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體就可獲得動(dòng)力D.制動(dòng)過程中導(dǎo)體獲得的制動(dòng)力逐漸減小【答案】D【解析】【詳解】A．由于導(dǎo)體中產(chǎn)生了渦流，根據(jù)可知，制動(dòng)過程中，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度越大，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的渦流越大，則所受安培力，即制動(dòng)力越大，即制動(dòng)力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)楞次定律，可知，原磁場(chǎng)對(duì)渦流的安培力總是要阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體受到的安培力仍然為阻力，C錯(cuò)誤；D．制動(dòng)過程中，導(dǎo)體的速度逐漸減小，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率變小，產(chǎn)生的渦流變小，則所受安培力，即制動(dòng)力變小，D正確。故選D。10.如圖甲所示，在同種均勻介質(zhì)中有兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)P和Q，時(shí)刻同時(shí)開始振動(dòng)，其振動(dòng)圖像分別如圖乙中實(shí)線、虛線所示，它們形成的波沿兩者之間的連線相向傳播，則下列說法正確的是（ ?。〢.P、Q形成的兩列波的波速之比為B.P、Q形成的兩列波的波長(zhǎng)之比為
10C.時(shí)，P和Q振動(dòng)的加速度方向相反D.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)起振方向相反【答案】BC【解析】【詳解】A．波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，上述波振動(dòng)形式均在同種均勻介質(zhì)中傳播，因此波速相等，P、Q形成的兩列波的波速之比為，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖乙可知，兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期分別為2.0s與1.0s，根據(jù)結(jié)合上述可知，P、Q形成的兩列波的波長(zhǎng)之比為，B正確；C．根據(jù)圖乙可知，時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，Q質(zhì)點(diǎn)的位移為正值，由于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度方向與位移方向相反，則時(shí)，P和Q振動(dòng)的加速度方向相反，C正確；D．根據(jù)圖乙可知，0時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)均沿y軸正方向振動(dòng)，可知，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)起振方向相同，D錯(cuò)誤。故選BC。11.如圖所示，均勻?qū)Ь€框abc為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬為2L，導(dǎo)線框從磁場(chǎng)左邊界開始向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過有界磁場(chǎng)，直至恰好完全穿出。此過程中，關(guān)于回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流I、ab兩端的電勢(shì)差、施加的外力F及回路產(chǎn)生的電功率P隨時(shí)間t的變化關(guān)系中（規(guī)定電流逆時(shí)針為正），下列圖像中正確的是（）AB.C.D.【答案】AD【解析】【詳解】A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程，切割磁感線有效長(zhǎng)度先均勻增大，后均勻減小，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流先均勻增大，后均勻減小，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，進(jìn)入階段
11圖像正確；整個(gè)線框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，回路磁通量不變，產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零，第二階段圖像也正確；出磁場(chǎng)階段切割磁感線的有效長(zhǎng)度仍先均勻增大，后均勻減小，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流先均勻增大，后均減小，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，第三階段圖像正確，故A正確。B．線框完全在磁場(chǎng)階段，雖然回路產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)為零，但ab和bc均切割磁感線，各自產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故ab兩端的電勢(shì)差不為零，故B錯(cuò)誤。C．外力和安培力相等，根據(jù)由于導(dǎo)線框勻速穿過有界磁場(chǎng)，可知產(chǎn)生安培力階段過程，切割磁感線的有效長(zhǎng)度與時(shí)間是一次函數(shù)關(guān)系，故外力與時(shí)間是二次函數(shù)關(guān)系，應(yīng)該為曲線，故C錯(cuò)誤；D．回路產(chǎn)生的電功率為可知功率與切割磁感線的有效長(zhǎng)度為二次函數(shù)變化關(guān)系，而切割磁感線的有效長(zhǎng)度與時(shí)間是一次函數(shù)關(guān)系，故功率與時(shí)間是二次函數(shù)關(guān)系，應(yīng)該為曲線，且進(jìn)出兩段完全相同，完全在磁場(chǎng)中無感應(yīng)電流，無電功率，故D正確。故選AD。12.如圖甲所示，間距為d的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，一根長(zhǎng)為d、電阻為R、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab垂直放在兩導(dǎo)軌上。ab從離地高H處靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒的機(jī)械能E隨導(dǎo)體棒下降高度h變化的圖像如圖乙所示，圖線斜率大小為k。再將整個(gè)裝置放于方向垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從同一位置靜止釋放導(dǎo)體棒ab，到達(dá)斜面底端時(shí)，導(dǎo)體棒已經(jīng)勻速。ab在運(yùn)動(dòng)過程中與兩導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，忽略地磁場(chǎng)影響，重力加速度大小為g，則下列說法正確的是（ ）A.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒勻速時(shí)的速度為
12C.放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒從釋放到離開斜面，流過電阻R的電量為D.放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒從釋放到離開斜面時(shí)間為【答案】ABC【解析】【詳解】A．由能量關(guān)系可知，導(dǎo)體棒機(jī)械能的減小量等于摩擦力做功，即由題意可知可得故A正確；B．放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒勻速時(shí)，則解得故B正確；C．放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒從釋放到離開斜面，流過電阻R的電量為故C正確；D．放入磁場(chǎng)后，導(dǎo)體棒從釋放到離開斜面由動(dòng)量定理解得故D錯(cuò)誤。故選ABC。二、實(shí)驗(yàn)題：（本題共2小題，共12分，13小題6分，14小題6分，請(qǐng)將正確的答案填寫在答題卡的相應(yīng)位置）
1313.在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。（1）為實(shí)現(xiàn)探究目，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，測(cè)量副線圈上的電壓。這個(gè)探究過程采用的科學(xué)探究方法是___________。A.控制變量法B.等效替代法C.演繹法D.理想實(shí)驗(yàn)法（2）實(shí)驗(yàn)中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別，原因不可能為___________（填字母代號(hào)）A.原、副線圈上通過的電流發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場(chǎng)作用下發(fā)熱C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化（3）利用如圖所示的裝置，直接在原線圈的“0”和“800”兩個(gè)接線柱之間接的交流電源，用電表測(cè)量副線圈的“0”和“400”兩個(gè)接線柱之間的電壓，則副線圈兩端測(cè)得的電壓可能是___________。A.B.C.D.【答案】①.A②.D③.C【解析】【詳解】（1）[1]為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，測(cè)量副線圈上的電壓。這個(gè)探究過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法。故選A。（2）[2]ABC．原、副線圈上通過的電流發(fā)熱，鐵芯在交變磁場(chǎng)作用下發(fā)熱，都會(huì)使變壓器輸出功率小于輸入功率，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別；變壓器鐵芯漏磁，也會(huì)導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別；故ABC正確；D．原線圈輸入電壓發(fā)生變化，不會(huì)影響電壓比和匝數(shù)比。故D錯(cuò)誤。本題選擇不可能選項(xiàng)；故選D。（3）[3]原線圈兩端電壓
14如果變壓器是理想變壓器，則解得U2=3V考慮到變壓器不是理想變壓器，故磁通量損失等因素，則副線圈電壓表示數(shù)應(yīng)小于3V。故選C。14.某學(xué)習(xí)小組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“影響感應(yīng)電流方向的因素”，螺線管A、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)與電池構(gòu)成閉合回路；螺線管B與電流計(jì)構(gòu)成閉合電路，螺線管B套在螺線管A的外面。（1）甲圖電路連接好后，同學(xué)們進(jìn)行了下列操作，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)是___________。A．保持開關(guān)閉合，螺線管A和螺線管B相對(duì)靜止向上運(yùn)動(dòng)B．保持開關(guān)閉合，螺線管B不動(dòng)，螺線管A插入或拔出螺線管BC．保持開關(guān)閉合，螺線管A、B不動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片D．保持開關(guān)閉合，螺線管A、B不動(dòng)，在A線圈中插入鐵芯（2）利用圖乙所示的裝置進(jìn)一步探究感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系，螺線管B與電流計(jì)構(gòu)成閉合電路。正確連接好實(shí)驗(yàn)電路后，將條形磁鐵N極朝下插入螺線管B，觀察到靈敏電流計(jì)G的指針向右偏。若要靈敏電流計(jì)G的指針往左偏，可行的操作是_____________。A．將條形磁鐵N極朝下拔出螺線管BB．將條形磁鐵S極朝下插入螺線管BC．將條形磁鐵S極朝下拔出螺線管BD．保持條形磁鐵在螺線管B中不動(dòng)（3）某同學(xué)想應(yīng)用實(shí)驗(yàn)得到的楞次定律判斷線圈的纏繞方向，在圖乙的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置。把條形磁鐵N極向下插入線圈時(shí)，二極管A發(fā)光；拔出時(shí)，二極管B發(fā)光。則線圈纏繞方向?yàn)閳D乙中的__________（填“①”或“②”）。
15【答案】①.BCD②.AB③.①【解析】【詳解】（1）[1]A．保持開關(guān)閉合，螺線管A和螺線管B相對(duì)靜止向上運(yùn)動(dòng)，螺線管B的磁通量未發(fā)生變化，電流計(jì)不偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；B．保持開關(guān)閉合，螺線管B不動(dòng)，螺線管A插人或拔出螺線管B，螺線管B的磁通量發(fā)生變化，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，故B正確；C．保持開關(guān)閉合，螺線管A、B不動(dòng)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，螺線管A中電流發(fā)生改變，螺線管B的磁通量發(fā)生變化，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，故C正確；D．保持開關(guān)閉合，螺線管A、B不動(dòng)，在A線圈中插入鐵芯，螺線管B的磁通量發(fā)生變化，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選BCD。（2）[2]條形磁鐵N極朝下插人螺線管B，磁場(chǎng)方向向下，磁通量變大，感應(yīng)磁場(chǎng)向上，觀察到靈敏電流計(jì)G的指針向右偏，則A．將條形磁鐵N極朝下拔出螺線管B，磁場(chǎng)方向向下，磁通量變小，感應(yīng)磁場(chǎng)向下，觀察到靈敏電流計(jì)G的指針向左偏，A正確；B．將條形磁鐵S極朝下插人螺線管B，磁場(chǎng)方向向上，磁通量變大，感應(yīng)磁場(chǎng)向下，觀察到靈敏電流計(jì)G的指針向左偏，B正確；C．將條形磁鐵S極朝下拔出螺線管B，磁場(chǎng)方向向上，磁通量變小，感應(yīng)磁場(chǎng)向上，觀察到靈敏電流計(jì)G的指針向右偏，C錯(cuò)誤；D．保持條形磁鐵在螺線管B中不動(dòng)，磁通量不變，無感應(yīng)磁場(chǎng)，靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。故選AB。（3）[3]二極管A發(fā)光，說明通過二極管的電流是向上的，從而確定感應(yīng)電流是從下端流出的，磁鐵N極是插入，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是向上的，結(jié)合電流從下端流進(jìn)，由右手螺旋定則可知，纏繞方向就是①這種情況。三、解答題：（本大題4個(gè)小題，共40分，15題8分，16題8分，17題10分，18題14
16分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的愿，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖所示，截面為直角三角形的玻璃磚ABC放置在水平面上，。一束頻率為f的光沿平行于AB方向從AC邊上P點(diǎn)射入玻璃磚，從BC邊上的M點(diǎn)射出，且，光在空氣中傳播的速度為c。求：（1）光射出玻璃磚的偏轉(zhuǎn)角；（2）光在玻璃磚中傳播的波長(zhǎng)。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）作出光路圖如圖所示光射入玻璃磚的入射角為由幾何關(guān)系得由光的折射定律可得，玻璃磚折射率為
17解得即光射出玻璃磚的偏轉(zhuǎn)角為。（2）由（1）可知，該玻璃磚的折射率為，光在玻璃磚中的傳播速度為光在玻璃磚中傳播的波長(zhǎng)為16.一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，a、b為x軸正方向上的兩個(gè)點(diǎn)（且a更靠近坐標(biāo)原點(diǎn)），如圖甲所示，t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，a與b間的距離為4m。求：（1）處在平衡位置的b質(zhì)點(diǎn)從t=0開始到第四次處于波峰位置時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中通過的路程；（2）該簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)和波速?！敬鸢浮浚?）1.2m；（2）若波沿x軸正方向傳播有：，若波沿x軸負(fù)方向傳播有：，【解析】【詳解】（1）由題意知a點(diǎn)振動(dòng)了T，則a質(zhì)點(diǎn)通過的路程為（2）若波沿x軸正方向傳播有
18聯(lián)立解得若波沿x軸負(fù)方向傳播有聯(lián)立解得17.如圖，導(dǎo)線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)線框與理想升壓變壓器相連進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。輸電線路的電流為，輸電線路總電阻為，理想降壓變壓器副線圈接入一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，且電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為，導(dǎo)線框及其余導(dǎo)線電阻不計(jì)，不計(jì)一切摩擦，則：（1）該發(fā)電機(jī)的電流方向每秒鐘改變多少次；（2）不計(jì)摩擦，線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過程中，克服安培力所做的功；（3）升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比，以及降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為?！敬鸢浮浚?）100；（2）24J；（3），【解析】【詳解】（1）A．依題意，可知交變電流的頻率為
19線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次，所以該發(fā)電機(jī)的電流方向每秒鐘改變100次；（2）回路中消耗的總電功率為根據(jù)能量守恒，線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，克服安培力做功又聯(lián)立可得（3）流過電動(dòng)機(jī)的電流對(duì)于降壓變壓器，原副線圈匝數(shù)比為降壓變壓器原線圈電壓為線路上的壓降為升壓變壓器副線圈電壓為升壓變壓器原線圈電壓有效值所以升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為
2018.如圖甲所示，兩根完全相同的光滑導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平面成的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓孤導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值，導(dǎo)軌間距。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界的距離，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與距離處，有一根阻值的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好勻速通過整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求（1）ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為多少；（2）在時(shí)刻和時(shí)刻電阻兩端的電壓分別為多少；（3）在時(shí)間內(nèi)和之后電阻上產(chǎn)生的熱量之比為多少。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)金屬棒質(zhì)量為m，剛到上邊界時(shí)速度為，根據(jù)題意金屬棒恰好勻速通過整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，可知金屬棒以穿過磁場(chǎng)，從靜止到上邊界過程中根據(jù)動(dòng)能定理有解得（2）金屬棒從靜止到上邊界過程中加速度為，經(jīng)過的時(shí)間為，有，解得故在時(shí)刻，金屬棒還沒進(jìn)入磁場(chǎng)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
21此時(shí)電阻與金屬棒并聯(lián)后再與串聯(lián)，總電阻為，故此時(shí)兩端的電壓為金屬棒通過磁場(chǎng)區(qū)域用時(shí)為，有故時(shí)刻，金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，此時(shí)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為此時(shí)金屬棒相當(dāng)于電源，和并聯(lián)后的電阻為，故此時(shí)電阻兩端的電壓為（3）在時(shí)間內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為，即分析可知之后金屬棒每經(jīng)過一次磁場(chǎng)區(qū)域，機(jī)械能即損失一部分，最后將會(huì)在磁場(chǎng)下邊界和圓弧軌道間來回往返運(yùn)動(dòng)，到達(dá)時(shí)速度為零，由金屬棒恰好勻速通過整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，有，，聯(lián)立解得
22根據(jù)能量守恒之后電路中總的焦耳熱為根據(jù)電路知識(shí)可知電阻上產(chǎn)生的熱量為聯(lián)立解得故在時(shí)間內(nèi)和之后電阻上產(chǎn)生的熱量之比為
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