26.如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角的斜面上，导轨上、下端各接有阻值的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。质量、连入电路的电阻的金属棒在较高处由静止释放，当金属棒下滑高度时，速度恰好达到最大值。金属棒在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触取。求：

(1)金属棒由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量。

(2)金属棒由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻中产生的热量。

第5课时　电磁感应单元测试答案

25.如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场。用薄金属条制成的闭合正方形框aa’b’b边长为L，质量为m，电阻为R。现将金属方框水平地放在磁场中，aa’边、bb’边分别位于左、右两边的磁场中，方向均与磁场方向垂直，乙图是从上向下看的俯视图。金属方框由静止开始下落，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。

(1)请根据乙图指出下落时方框中感应电流的方向；

(2)求方框下落的最大速度v_m(设磁场区域在竖直方向足够长)；

(3)当方框下落的加速度为 时，求方框内感应电流的功率P；

(4)从静止开始经过时间t，方框下落高度为h，速度为v_t(v_t<v_m)。若在这段时间内感应电流做的功与一恒定电流I₀在t时间内在该框内做的功相同，求恒定电流I₀的表达式。

24．如图所示，两条平行的金属导轨P、NQ与水平面夹角为，设导轨足够长。导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R₁=1.0Ω，电路中其它电阻不计。当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：

(1)磁场的方向；

(2)S与1接通时，导体棒的发热功率；

(3)当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间(1s)内扫过的最

大面积。

23.如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为0.5m，处在竖直向下、磁感应强度大小B₁=0.5T的匀强磁场中。导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为0.1kg的正方形金属框abcd置于竖直平面内，其边长为0.1m，每边电阻均为0.1Ω。线框的两顶点a、b通过细导线与导轨相连。磁感应强度大小B₂=1T的匀强磁场垂直金属框abcd向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，g=10 m/s²，求：

⑴通过ab边的电流I_ab是多大？

⑵导体杆ef的运动速度v是多大？

22.如图所示，水平放置的光滑金属框abcd单位长度电阻为r，bc=L，ab=cd=2L。长度为L的导体杆MN放在金属框上，并以匀速v从最左端向右平动。导体杆MN单位长度电阻值为2r。整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面(abcd平面)向里。求：

(1)当导体杆MN的位移时，MN两端的电压多大？

(2)在上述位置外力F的大小是多少？

(3)当导体杆MN的位移为多大时金属框上消耗的电功率最大？最大功率为多少？

21．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力　 (　 )

20．如图20所示，竖直面内的水平虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一

正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回到原处，运动过程中线圈平面始

终垂直于磁场，且上下两边保持水平，不计空气阻力，则(　　 )

A．上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功

B．上升过程中克服磁场力做的功等于下降过程中克服磁场力做的功

C．上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D．上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

19．如图所示，在水平面内固定一个“U”形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计

它们间的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则(　 　　)

A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动

B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动

C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动

D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动

18.如图所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为。下列说法正确的是(　　 )

A、线框中会产生方向不断变化的交变电流

B、在时刻，线框中感应电流将达到最大值

C、对应磁感应强度B＝B₀的时刻，线框中感应电流也一定为零

D、若只增大磁场交变频率，则线框中感应电流的频率也将同倍数增加，但有效值不变

17．如图所示，光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中．磁感应强度为B，导轨宽度为L。QM之间接有阻值为R的电阻，其余部分电阻不计。一质量为M，电阻为R的金属棒ab放在导轨上，给棒一个水平向右的初速度v₀使之开始滑行，最后停在导轨上。由以上条件，在此过程中可求出的物理量有(　　 )

A．电阻R上产生的焦耳热

B．通过电阻R的总电量

C．ab棒运动的位移

D．ab棒的运动时间