物理卷·2018届甘肃省金昌市永昌一中高二下学期第一次月考物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届甘肃省金昌市永昌一中高二下学期第一次月考物理试卷 （解析版）

全*品*高*考*网， 用后离不了！2016-2017学年甘肃省金昌市永昌一中高二（下）第一次月考物理试卷 ‎　‎ 一、单项选择，共8题（每题只有一个正确答案，每题6分共48分）‎ ‎1．两个线圈A、B绕在一个铁芯的两侧，分别跟电流表和导轨相连，导轨上垂直搁置一根金属棒ab，垂直导轨平面有一个匀强磁场，如图所示．在下列情况下能使电流计中有电流通过的是（　　）‎ A．ab向右作匀速运动 B．ab向左作匀速运动 C．ab向竖直方向作加速运动 D．ab向左作加速运动 ‎2．如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中 ‎①恒力F做的功等于电路产生的电能 ‎②恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能 ‎③克服安培力做的功等于电路中产生的电能 ‎④恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和 以上结论正确的有（　　）‎ A．①② B．②③ C．③④ D．②④‎ ‎3．如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ．设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（　　）‎ A．T1＞mg，T2＞mg B．T1＜mg，T2＜mg C．T1＞mg，T2＜mg D．T1＜mg，T2＞mg ‎4．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的小灯泡，L为电阻可以忽略的自感线圈．关于两小灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　）‎ A．闭合开关瞬间，a先亮，b后亮；断开开关瞬间，a、b同时熄灭 B．闭合开关瞬间，b先亮，a后亮；断开开关瞬间，a先熄灭，b后熄灭 C．闭合开关瞬间，b先亮，a后亮；断开开关瞬间，a、b同时逐渐熄灭 D．闭合开关瞬间，a、b同时亮；断开开关瞬间，b先熄灭，a后熄灭 ‎5．半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器．线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采用的措施是（　　）‎ A．增大电容器两极板间的距离 B．增大磁感应强度的变化率 C．减小线圈的半径 D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角 ‎6．如图所示，电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（　　）‎ A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 ‎7．如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向里．若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向为正方向）随时间t的变化图线是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（　　）‎ A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转 ‎　‎ 二、多选题，共3题（每题有两个或两个以上的答案，全选对得6分，选不全得3分，有错选的得0分，共18分）‎ ‎9．如图所示，在匀强磁场区域的上方有一半径为R的导体圆环，将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等．已知圆环的电阻为r，匀强进场的磁感应强度为B，重力加速度为g，则（　　）‎ A．圆环进入磁场的过程中，圆环中的电流为逆时针 B．圆环进入磁场的过程可能做匀速直线运动 C．圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为 D．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgR ‎10．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开计时（　　）‎ A．当转过60°时，感应电流的瞬时值为 B．当转过60°时，感应电流的瞬时值为 C．在转过60°过程中，感应电动势的平均值为 D．当转过90°过程中，感应电流的有效值为 ‎11．如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场（图中未画出）中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正．已知在0～4s时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图所示．则下列图象所表示的关系正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎　‎ 三、计算题（写出必要的文字说明和过程，只写答案的不得分，共34分）‎ ‎12．如图所示，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，MN上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd边离MN的高度为h．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中 ‎（1）ab边离开磁场时的速度v；‎ ‎（2）通过导线横截面的电荷量q；‎ ‎（3）导线框中产生的热量Q．‎ ‎13．如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN．导轨平面与水平面间的夹角θ=30°．MP接有电阻R．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计．现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd 到MP的距离为s．求：‎ ‎（1）金属棒达到稳定速度的大小；‎ ‎（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量；‎ ‎（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，写出磁感应强度B随时间t变化的关系式．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年甘肃省金昌市永昌一中高二（下）第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、单项选择，共8题（每题只有一个正确答案，每题6分共48分）‎ ‎1．两个线圈A、B绕在一个铁芯的两侧，分别跟电流表和导轨相连，导轨上垂直搁置一根金属棒ab，垂直导轨平面有一个匀强磁场，如图所示．在下列情况下能使电流计中有电流通过的是（　　）‎ A．ab向右作匀速运动 B．ab向左作匀速运动 C．ab向竖直方向作加速运动 D．ab向左作加速运动 ‎【考点】法拉第电磁感应定律；变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】要使电流计有电流，则线圈中一定有变化的磁场，则说明右侧线圈中有变化的电流，根据楞次定律可分析ab棒的运动情况．‎ ‎【解答】解：当ab的切割磁感线的速度发生变化时，由E=BLV可知，在右边线圈中产生变化的磁场，从而使左侧线圈发生电磁感应，产生感应电流；因此可知，只有导体棒水平方向做变速运动时才能产生感应电流，ab做左右的匀速运动，产生恒定的磁场，而ab沿竖直方向加速运动时，磁通量没有变化，没有感应电流，故只有D正确，ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中 ‎①恒力F做的功等于电路产生的电能 ‎②恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能 ‎③克服安培力做的功等于电路中产生的电能 ‎④恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和 以上结论正确的有（　　）‎ A．①② B．②③ C．③④ D．②④‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】金属棒向右运动的过程中，切割磁感线，产生感应电流，根据功能关系分析恒力F做的功与电路中产生的电能、棒获得的动能、克服摩擦力做功的关系．‎ ‎【解答】解：金属棒向右运动的过程中，切割磁感线，产生感应电流，水平方向上，金属棒受到恒力F、安培力、摩擦力．‎ ‎①③根据功能关系可知，金属棒克服安培力做功等于电路产生的电能．恒力做功等于与棒获得的动能、克服安培力和摩擦力做功之和．故①错误、③正确．‎ ‎②④根据功能关系得知，恒力F和摩擦力的合力做的功等于棒获得的动能、电路中产生的电能之和．故②错误、④正确．‎ 故选C ‎　‎ ‎3．如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ．设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（　　）‎ A．T1＞mg，T2＞mg B．T1＜mg，T2＜mg C．T1＞mg，T2＜mg D．T1＜mg，T2＞mg ‎【考点】楞次定律．‎ ‎【分析】根据楞次定律进行判定：圆环从静止开始向下运动时，穿过圆环的磁通量先增大后减小，故圆环和磁铁先排斥后吸引．‎ ‎【解答】解：深刻理解楞次定律的含义：磁铁和线圈之间的所有作用效果均是阻碍线圈磁通量的变化．在本题中圆环从静止开始向下运动到落到磁铁下方的过程中，穿过圆环的磁通量先增加再减小，根据楞次定律可知磁铁对线圈的反应是：感应电流的磁场先阻碍磁通量先增加再阻碍其减小，即先是排斥其向下运动，阻碍其磁通量增大，后是吸引线圈，阻碍其磁通量的减小．故两种情况下，绳的拉力都大于mg；经过磁铁位置Ⅱ的时候速度较大，阻碍的作用也较大，故T1＜T2．因此，A正确．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的小灯泡，L为电阻可以忽略的自感线圈．关于两小灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　）‎ A．闭合开关瞬间，a先亮，b后亮；断开开关瞬间，a、b同时熄灭 B．闭合开关瞬间，b先亮，a后亮；断开开关瞬间，a先熄灭，b后熄灭 C．闭合开关瞬间，b先亮，a后亮；断开开关瞬间，a、b同时逐渐熄灭 D．闭合开关瞬间，a、b同时亮；断开开关瞬间，b先熄灭，a后熄灭 ‎【考点】自感现象和自感系数．‎ ‎【分析】电感在内部电流发生变化时会产生一种阻碍作用，当电流增大时会产生反向电动势使电流缓慢增大，在接通瞬间看作是电阻极大；当电流减小时，会产生同向电动势，使电流缓慢减小，相当于电源．‎ ‎【解答】解：由于a、b为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮，由于两灯泡并联，L的电阻可以忽略，所以稳定后一样亮；当开关断开瞬间，线圈L与两个灯泡组成回路，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时逐渐熄灭，故ABD均错误，C正确．‎ 故选：C ‎　‎ ‎5．半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器．线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采用的措施是（　　）‎ A．增大电容器两极板间的距离 B．增大磁感应强度的变化率 C．减小线圈的半径 D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角 ‎【考点】法拉第电磁感应定律．‎ ‎【分析】电容器的电量Q=CU．要增加电荷量Q，可增加板间电压U或增大电容C．‎ 根据法拉第电磁感应定律和电容的决定式分析电容器所带的电量与哪些因素有关，再确定使电容器电量增大的措施．‎ ‎【解答】解：根据法拉第电磁感应定律得：线圈中产生的感应电动势为E=S，电容器两端的电压U=E．电容器的电量Q=CU，得到Q=SC．‎ A、增大电容器两极板间的距离，电容C减小，而板间电压U不变，则电荷Q减小．故A错误．‎ B、增大磁感强度的变化率，产生的感应电动势增大，由上式可知，电荷量Q增大．故B正确．‎ C、减小线圈的半径，线圈的面积S减小，由上可知，电荷量Q减小．故C错误．‎ D、线圈与磁场垂直时，穿过同一线圈的磁通量最大，当改变线圈平面与磁场方向的夹角时，磁通量变化率减小，感应电动势E减小，U减小，由电荷量Q减小．故D错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎6．如图所示，电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（　　）‎ A．从a到b，上极板带正电 B．从a到b，下极板带正电 C．从b到a，上极板带正电 D．从b到a，下极板带正电 ‎【考点】法拉第电磁感应定律；电容器．‎ ‎【分析】使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，导致线圈的磁通量增大，从而产生感应电动势，线圈中出现感应电流，由楞次定律可判定电流的方向．当线圈中有电动势后，对电容器不断充电直到稳定．‎ ‎【解答】解：当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向与原来磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，线圈下端相当于电源正极，则流过R的电流方向是从a到b，对电容器充电，下极板带正电，故B正确，ACD错误．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向里．若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I（取逆时针方向为正方向）随时间t的变化图线是（　　）‎ A． B．‎ ‎ C． D．‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】当线圈的磁通量发生变化时，线圈中才会产生感应电动势，从而形成感应电流；当线圈的磁通量不变时，则线圈中没有感应电动势，所以不会有感应电流产生．‎ ‎【解答】解：磁感应强度在0到t1内，由法拉第电磁感应定律可得，随着磁场的均匀变大，由于磁感应强度随时间变化率不变，则感应电动势大小不变，感应电流的大小也不变；由于磁感线是向里在减小，向外在增大．所以由楞次定律可得线圈感应电流是顺时针，由于环中感应电流沿逆时针方向为正方向，则感应电流为负的．‎ 同理，磁感应强度在t1到t2内，感应电流不变，且电流方向为正．所以只有C选项正确，ABD均错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎8．如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（　　）‎ A．顺时针加速旋转 B．顺时针减速旋转 C．逆时针加速旋转 D．逆时针减速旋转 ‎【考点】楞次定律；安培定则；磁通量．‎ ‎【分析】本题中是由于a的转动而形成了感应电流，而只有a中的感应电流的变化可以在b中产生磁通量的变化，才使b中产生了感应电流；因此本题应采用逆向思维法分析判断．‎ ‎【解答】解：分析A选项，当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手螺旋定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，所以A错误；‎ 同样的方法可判断B选项正确，而C选项，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势；而D选项，b中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，所以C、D都不正确．所以本题选B．‎ 故选B．‎ ‎　‎ 二、多选题，共3题（每题有两个或两个以上的答案，全选对得6分，选不全得3分，有错选的得0分，共18分）‎ ‎9．如图所示，在匀强磁场区域的上方有一半径为R的导体圆环，将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等．已知圆环的电阻为r，匀强进场的磁感应强度为B，重力加速度为g，则（　　）‎ A．圆环进入磁场的过程中，圆环中的电流为逆时针 B．圆环进入磁场的过程可能做匀速直线运动 C．圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为 D．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgR ‎【考点】电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】分析清楚圆环穿过磁场的过程，根据楞次定律判断感应电流的方向；‎ 根据线圆环进入与离开磁场的速度判断线框的运动性质；根据q=求电荷量 根据动能定理求出线框的ab边刚进人磁场到ab边刚离开磁场这段过程中克服安培力做的功，即可知道线框从进入到全部穿过磁场的过程中克服安培力做的功 ‎【解答】解：A、圆环进入磁场的过程中，垂直纸面向里的磁通量增加，根据楞次定律，圆环中感应电流的磁通量应垂直纸面向外，由右手定则判断感应电流为逆时针方向，故A正确 B、由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，该过程感应电流不同，安培力不同，故线圈不可能匀速，故B错误；‎ C、根据q=，得q===，故C错误 D、由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，根据动能定理得：mg2R﹣W=0，所以W=2mgR．故D正确．‎ 故选：AD ‎　‎ ‎10．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开计时（　　）‎ A．当转过60°时，感应电流的瞬时值为 B．当转过60°时，感应电流的瞬时值为 C．在转过60°过程中，感应电动势的平均值为 D．当转过90°过程中，感应电流的有效值为 ‎【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系．‎ ‎【分析】写出电动势的瞬时值表达式，可求出转60°角时的感应电流瞬时值，根据法拉第电磁感应定律求感应电动势的平均值，线圈中产生的是正弦交流电，有效值是最大值的．‎ ‎【解答】解：AB、因为线圈从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=BSωsinωt，转过60°角时，感应电动势的瞬时值e=BSωsin60″=BSω，感应电流的瞬时值为i==，故A正确，B错误；‎ C、转过60°的时间△t== rad/s，磁通量变化量△‎ Φ=Φ2﹣Φ1=BScos60°﹣BS=﹣BS，感应电动势的平均值为===，故C正确；‎ D、感应电流的最大值为Im =，感应电流的有效值I==，故D正确． ‎ 故选：ACD．‎ ‎　‎ ‎11．如图甲所示，一个边长为L的正方形线框固定在匀强磁场（图中未画出）中，磁场方向垂直于导线框所在平面，规定向里为磁感应强度的正方向，向右为导线框ab边所受安培力F的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正．已知在0～4s时间内磁场的磁感应强度的变化规律如图所示．则下列图象所表示的关系正确的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】由图可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，根据左手定则可以找出安培力方向，结合可得出正确的图象．‎ ‎【解答】解：由题意可知，规定向里为磁感应强度的正方向，线框中电流i沿abcd方向时为正；‎ A、由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E==，‎ 感应电流I==，由B﹣t图象可知，在每一时间段内，是定值，在各时间段内I是定值，‎ ad边受到的安培力F=BIL，I、L不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化，不是定值，A正确，B错误．‎ C、由图示B﹣t图象可知，0～1s时间内，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流是逆时针的，为正值；‎ 同理1～2s，磁场向里，且增大，磁通量增大，根据楞次定律，感应电流是逆时针，为正值；‎ ‎2～3s，B的方向垂直纸面向里，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是正的；‎ ‎3～4s内，B的方向垂直纸面向外，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，感应电流是正的，故C错误，D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ 三、计算题（写出必要的文字说明和过程，只写答案的不得分，共34分）‎ ‎12．如图所示，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，MN上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd边离MN的高度为h．现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中 ‎（1）ab边离开磁场时的速度v；‎ ‎（2）通过导线横截面的电荷量q；‎ ‎（3）导线框中产生的热量Q．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】（1）根据导体切割磁感线规律可明确感应电动势，根据欧姆定律求得电流，再由平衡条件可求得速度； ‎ ‎（2）根据法拉第电磁感应定律可求得平均电动势，再由q=It可求得电荷量； ‎ ‎（3）根据功能关系可求得导线框中产生的热量．‎ ‎【解答】解：（1）线框匀速运动时，产生的电动势为：‎ E=Bl1v…①‎ 由欧姆定律可知：‎ ‎…②‎ 安培力为：F=BIl1…③‎ 根据平衡条件可知，mg=F…④‎ 由①②③④联立：‎ ‎（2）导线框穿过磁场的过程中，电量…⑤‎ 平均电流：…⑥‎ 平均电动势为 ‎…⑦‎ 由⑤⑥⑦联立：‎ ‎（3）导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律，‎ 带入（1）中的速度，解得：‎ 答：（1）ab边离开磁场时的速度v为 ‎（2）通过导线横截面的电荷量q为；‎ ‎（3）导线框中产生的热量Q为．‎ ‎　‎ ‎13．如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN．导轨平面与水平面间的夹角θ=30°．MP接有电阻R．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0‎ ‎．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计．现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd 到MP的距离为s．求：‎ ‎（1）金属棒达到稳定速度的大小；‎ ‎（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量；‎ ‎（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，写出磁感应强度B随时间t变化的关系式．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；动能定理的应用；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】（1）金属棒先加速度减小的变加速运动，后做匀速运动，达到稳定状态，根据平衡条件和安培力的表达式F=结合求出金属棒达到稳定速度的大小；‎ ‎（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，恒力、重力和安培力对金属棒做功，根据动能定理求得金属棒克服安培力做功，由功能关系可知，电路中产生的总热量等于金属棒克服安培力做功，电阻R上产生的热量等于总热量的一半；‎ ‎（3）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒不受安培力而做匀加速运动，根据牛顿第二定律可求得加速度，根据t时刻回路的磁通量等于开始时刻的磁通量，即可求出B随时间t变化的关系式．‎ ‎【解答】解：（1）当金属棒稳定运动时做匀速运动，则有 F=mgsinθ+F安 又安培力 ‎ 解得：‎ ‎（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程，由动能定理得：‎ 解得：‎ 则根据功能关系得：回路中产生的总热量为Q=‎ 故电阻R上产生的热量为QR=‎ 则得 ‎ ‎（3）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流．此时金属棒将沿导轨做匀加速运动．‎ 根据牛顿第二定律 F﹣mgsinθ=ma，‎ 解得，a=‎ 根据磁通量不变，则有 ‎ B0LS=BL（S+vt+）‎ 解得，‎ 答：（1）金属棒达到稳定速度的大小是；‎ ‎（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量是﹣；‎ ‎（3）磁感应强度B随时间t变化的关系式为．‎