如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，

题型：不详难度：来源：

如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v₀向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为v_a、v_b，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（　　）

A．回路中产生的内能不相等

B．棒运动的加速度相等

C．通过棒横截面积的电荷量相等

D．安培力做功相等

答案

A、D、金属棒受到的安培力F=BIL=B

BLv

B2L2v

，金属棒受到的安培力水平向左，金属棒在安培力作用下做减速运动，速度v越来越小，导体棒克服安培力做功，把金属棒的动能转化为内能，由于ab间距离与bc间距离相等，安培力F从a到c逐渐减小，由W=Fs定性分析可知，从a到b克服安培力做的比从b到c克服安培力做的功多，因此在a到b的过程产生的内能多，故A正确，D错误；
B、金属棒PQ在运动过程中所受到的合力是安培力，由牛顿第二定律得：

B2L2v

=ma，由于v减小，所以金属棒向右运动过程中，加速度逐渐减小，故B错误；
C、金属棒运动过程中，电路产生的感应电荷量Q=I△t=

△t=

△t

△Φ

△t

△Φ

△S

，从a到b的过程中与从b到c的过程中，回路面积的变化量△S相等，B、R相等，因此，通过棒横截面积的电荷量相等，故C正确；
故选AC．

举一反三

将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（　　）

A．感应电动势的大小与线圈的匝数有关

B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大

C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大

D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向可能相同

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如图（1）所示的螺线管横截面积为S，匝数为N、电阻为r，螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图（2）所示．求0至t₀时间内：
（1）通过金属丝的感应电流大小和方向．
（2）金属丝中感应电流产生的焦耳热量．
（3）金属丝辐射出的光子数．（设金属丝产生的热量全部以频率为γ的红外线辐射出来、普朗克常数为h）魔方格

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一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内，平行于x轴的边NP的长为d，如图（a）所示．空间存在磁场，该磁场的方向垂直于金属框平面，磁感应强度B沿x轴方向按图（b）所示正弦规律分布，x坐标相同各点的磁感应强度相同．当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时，下列判断正确的是（　　）

A．若d=l，则线框中始终没有感应电流

B．若d=

，则当线框的MN边位于x=l处时，线框中的感应电流最大

C．若d=

，则当线框的MN边位于x=

处时，线框受到的安培力的合力最大

D．若d=

，则线框中感应电流周期性变化的周期为

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如图所示将一条形磁铁分别用手缓慢和迅速插入到闭合线圈中的同一位置，不发生变化的物理量是（　　）

A．磁通量的变化量

B．磁通量的变化率

C．感应电流的大小

D．流过导线横截面的电荷量

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如图所示，两金属板正对并水平放置，分别与平行金属导轨连接，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场．金属杆ab与导轨垂直且接触良好，并一直向右匀速运动．某时刻ab进入Ⅰ区域，同时一带正电小球从O点沿板间中轴线水平射入两板间．ab在Ⅰ区域运动时，小球匀速运动；ab从Ⅲ区域右边离开磁场时，小球恰好从金属板的边缘离开．已知板间距为4d，导轨间距为L，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的磁感应强度大小相等、宽度均为d．带电小球质量为m，电荷量为q，ab运动的速度为v₀，重力加速度为g．求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）ab在Ⅱ区域运动时，小球的加速度大小；
（3）要使小球恰好从金属板的边缘离开，ab运动的速度v₀要满足什么条件．

魔方格

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