11.(安徽卷)如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两

个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制(Ⅰ

为细导线)。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落

到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设

线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。

不计空气阻力，则

A．　　　　　　　 B．　　　　　

C．　　　　　　　 D．

答案：D

解析：由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力，又(ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长)，所以安培力，此时加速度，且 (为材料的密度)，所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v₁ =v₂。由能量守恒可得：，(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线m小，产生的热量小，所以Q₁< Q₂。正确选项D。

10.(四川卷)如图所示，电源电动势。内阻，电阻

。间距的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸

面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关，板间电场视为匀强电场，将一

带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电

路的阻值为R_x，忽略空气对小球的作用，取。

(1)当R_x=29Ω时，电阻消耗的电功率是多大？

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为，

则R_x是多少？

[答案]⑴0.6W；⑵54Ω。

[解析]⑴闭合电路的外电阻为

　　　 Ω　　　　　　　 ①

　 根据闭合电路的欧姆定律

　　　 A　　　　　　　　　　　　　　 ②

　 R₂两端的电压为

　　　 V　　 　　　　　　③

　 R₂消耗的功率为

　　　 W　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

⑵小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑤

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑥

　 连立⑤⑥化简得

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑦

　 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑧

　 连立⑦⑧带入数据

　　　 V

　 干路电流为

　　　 　A　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

　　　 Ω　　　　　　　　　　 ⑩

9.(重庆卷)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。

实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖

直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与

水流方向平行。

地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过

绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：

(1)该发电装置的电动势；

(2)通过电阻R的电流强度；

(3)电阻R消耗的电功率。

解析：

(1)由法拉第电磁感应定律，有

(2)两板间河水的电阻

由闭合电路欧姆定律，有

(3)由电功率公式，

得　　

8.(天津卷)如图所示，质量m₁=0.1kg，电阻R₁=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m₂=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R₂=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s².

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab

位移x的大小。

解析：(1)对框架的压力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

框架受水平面的支持力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

中的感应电动势

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

中电流

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

受到的安培力

　　　　　　　　　　 F　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑥

框架开始运动时

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

由上述各式代入数据解得

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑧

(2)闭合回路中产生的总热量

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

由能量守恒定律，得

　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑩

代入数据解得

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑾

7.(上海物理)如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

(1)金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；

(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算

出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入

q=求解。指出该同

学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

解析：

(1)，

因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL

又，所以

且，得

所以

(2)，得，所以。

(3)错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。

正确解法：因电流不变，所以。

本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。

6.(上海物理)电动机的自动控制电路如图所示，其中为热敏电阻，为光敏电

阻，当温度升高时，的阻值远小于；当光照射时，其阻值远小于，为使电

动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若

要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___的阻值(填“增大”或“减小”)。

[解析]为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值

小时，输入为1，输出为1，所以是“或门”。

因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大。

5.(上海物理)在图的闭合电路中，当滑片向右移动时，两电表读数的变化是

(A)A变大，　 V变大　　　　　　　　　　　 (B)A变小，V变大

(C)A变大，　 V变小　　　　　　　　　　　 (D)A变小，V变小

答案：B

解析：电阻变大，电流变小，电压变大。

4.(上海理综)在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池(结

构如图)。

(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：

　　　 ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I；

　　　 ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该

接在图中　　　　 (填“A”或“B”)端。读出电压U；

　　　 ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值；

　　　 ④根据公式P=　　　　 计算氢燃料电池输出功率。

(2)在上述第②步中遗漏的操作是　　　　　　　　　　　 ；

(3)如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为　　　　　 。

答案：(1)A；UI；(2)选择恰当量程；(3)

3.(上海理综)各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中，分别填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼唤声就来为你服务。

答案：光；声；与(&)

2.(上海理综)中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×10³kW。设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为　　　　 m²。

答案：1.9×10¹⁴