2020高考物理 考前沖刺Ⅲ專題11 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用

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1、2020考前沖刺物理Ⅲ專題11 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用 1．【2020?云南模擬】風(fēng)速儀的簡易裝置如圖甲所示。在風(fēng)力作用下，風(fēng)杯帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，線圏中的感應(yīng)電流隨風(fēng)速的變化而變化。風(fēng)速為v1時(shí)，測(cè)得線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示；若風(fēng)速變?yōu)関2，且v2>v1，則感應(yīng)電流的峰值Im、周期T和電動(dòng)勢(shì)E的變化情況是( ) A．Im變大，T變小 B．Im變大，T不變 C．Im變小，T變小 D．Im不變，E變大 【答案】A 【解析】風(fēng)速增大，感應(yīng)電流的峰值Im變大，周期T變小，電動(dòng)勢(shì)E變大，選項(xiàng)A正確。 【解析】由題述和題圖，利用牛頓第二定律可知，F(xiàn)0=

2、ma，3F0-BIl=ma，I=Blv/R，v=at0，聯(lián)立解得，選項(xiàng)B正確。 3．【2020?安徽期末】如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟的電流，則通過N中的磁通量保持不變，故N中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確。 4．【2020?廣東模擬】北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下．如圖所示，在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說法中正確的是(　　) A．若使線圈向東平動(dòng)，則b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)的電勢(shì)低 B．若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)低 C．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)

3、電流方向?yàn)閍→b→c→d→a D．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→d→a 【答案】C. 【解析】由右手定則知，若使線圈向東平動(dòng)，線圈的ab邊和cd邊切割磁感線，c(b)點(diǎn)電勢(shì)高于d(a)點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；同理知B錯(cuò)．若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，穿過線圈平面的磁通量將變小，由楞次定律可判得線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，C對(duì)． 5．【2020?湖南期末】如圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時(shí)釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是(　　) A．三者

4、同時(shí)落地 B．甲、乙同時(shí)落地，丙后落地 C．甲、丙同時(shí)落地，乙后落地 D．乙、丙同時(shí)落地，甲后落地 【答案】D. 【解析】甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時(shí)間長；乙是沒有閉合的回路，丙是塑料線框，故都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運(yùn)動(dòng)，故D正確． B A I 6．【2020?江蘇蘇北四市一?！咳鐖D所示，兩個(gè)完全相同的矩形導(dǎo)線框A、B在靠得很近的豎直平面內(nèi)，線框的對(duì)應(yīng)邊相互平行。線框A固定且通有電流I，線框B從圖示位置由靜止釋放，在運(yùn)動(dòng)到A下方的過程中( ) A．穿過線框B的磁通量先變小后變大 B．線框B中感應(yīng)電流的方向先順時(shí)

5、針后逆時(shí)針 C．線框B所受安培力的合力為零 D．線框B的機(jī)械能一直減小 【答案】D 【解析】穿過線框B的磁通量在A的下方是由在變小,選項(xiàng)A錯(cuò);由楞次定律得選項(xiàng)B錯(cuò),因上下兩邊的安培力大小不同,所以線框B所受安培力的合力為零;線框B運(yùn)動(dòng)的過程中總是克【解析】由E=，I=E/R，q=I△t聯(lián)立解得ab以a為軸順時(shí)針以ω轉(zhuǎn)過60°的過程中，通過R的電量為q==；在這過程中金屬棒ab在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為2ωL2B，電容器C充電q’=2ωL2BC，以ω繼續(xù)轉(zhuǎn)過30°的過程中，電容器通過電阻R放電，所以ab以a為軸順時(shí)針以ω轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R的電量為Q= q+ q’= BL2(

6、+2ωC )。選項(xiàng)D正確 8．【2020?云南摸底】一導(dǎo)線彎成如右圖所示的閉合線圈，以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直平面向外。線圈總電阻為R，從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開始到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是 （ ） A．感應(yīng)電流一直沿順時(shí)針方向 B．線圈受到的安培力先增大，后減小 C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E=Brv D．穿過線圈某個(gè)橫截面的電荷量為 【答案】AB 【解析】在閉合線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直為順時(shí)針方向，A正確；導(dǎo)體切割磁感線的有效長度先變大后變小，感應(yīng)電流先變大后變小，安培力也先變大后

7、變小，B正確；導(dǎo)體切割磁感線的有效長度最大值為2r，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=2Brv，C錯(cuò)誤；穿過線圈某個(gè)橫截面的電荷量為，D錯(cuò)誤。 9．【2020?河北省五校聯(lián)盟模擬】現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)加速電子的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時(shí),產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時(shí)間變化，這時(shí)真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場(chǎng)，電子將在渦旋電場(chǎng)作用下得到加速。如圖所示（上圖為側(cè)視圖、下圖為真空室的俯視圖），若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時(shí)（ ） A．電子

8、在軌道上逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) B．保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時(shí)，電子將加速 C．保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時(shí)，電子將加速 D．被加速時(shí)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變 【答案】AB 【解析】由楞次定律可知,產(chǎn)生的感應(yīng)渦旋電場(chǎng)為順時(shí)針方向,所以電子在軌道上逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)A正確;保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時(shí)，渦旋電場(chǎng)增強(qiáng),電子將加速選項(xiàng)B對(duì),選項(xiàng)C錯(cuò);電子的速度變化,被加速時(shí)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期也變,所以選項(xiàng)D錯(cuò). 10．【2020?廣西期末】在如圖5甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n = 1500匝，橫截面積S = 20cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r= 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5

9、.0Ω，C=30μF。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖5乙所示的規(guī)律變化．則下列說法中正確的是（ ） A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1V B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10-2 W C．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電 D．S斷開后，流經(jīng)R2的電量為1.8×10-5C 【答案】CD 流隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示．下列關(guān)于穿過回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬時(shí)變化率以及a、b兩端的電勢(shì)差Uab和通過金屬棒的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(　　) 【答案】C. 【解析】設(shè)導(dǎo)軌間距為L，通過R的電流I＝＝，因通

10、過R的電流I隨時(shí)間C．回路中電流的總功率為mgv sin37° D．m與v大小的關(guān)系為m＝ 【答案】AD 【解析】采用“計(jì)算法”求解。對(duì)cd桿，BILcos37°= mg sin37°，對(duì)ab桿，F(xiàn)=BIL，聯(lián)立解出ab桿所受拉力F的大小為F=mg tan37°，故A對(duì)；回路中電流為，故B錯(cuò)；I=mg tan37°/BL，故B錯(cuò)；回路中電流的總功率為Fv=mgv tan37° ，故C錯(cuò)；I=BLv/2R，又I=mg tan37°/BL，故m＝，故D對(duì)。 B R 圖4 13．【2020?安徽信息卷】如圖4所示，足夠長的光滑U型導(dǎo)軌寬度為L，其所在平面與水平面的夾角為，上端

11、連接一個(gè)阻值為R的電阻，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，今有一質(zhì)量為、有效電阻的金屬桿沿框架由靜止下滑，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域無限大，當(dāng)金屬桿下滑達(dá)到最大速度時(shí)，運(yùn)動(dòng)的位移為，則 A．金屬桿下滑的最大速度 B．在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為 C．在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為 D．在此過程中流過電阻R的電量為 【答案】B 【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ① 感應(yīng)電流為 ② 安培力為 ③ 根據(jù)平恒條件得 解得:

12、 由能量守恒定律得: 又因 所以 由法拉第電磁感應(yīng)定律得通過R的電量為 所以選項(xiàng)B正確 14．【2020?上海質(zhì)檢】“熱磁振蕩發(fā)電技術(shù)”是新能源研究領(lǐng)域的最新方向，當(dāng)應(yīng)用于汽車等可移動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備領(lǐng)域時(shí)，會(huì)成為氫燃料電池的替代方案。它通過對(duì)處于磁路中的一段軟磁體迅速加熱并冷卻，使其溫度在其臨界點(diǎn)上下周期性地振蕩，引起磁路線圈中的磁通量周期性地增減，從而感應(yīng)出連續(xù)的交流電。它的技術(shù)原理是物理原理。假設(shè)兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，如圖6所示，一導(dǎo)線與兩導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。一電阻為R、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁

13、場(chǎng)后速度減小，最終穩(wěn)定時(shí)離磁場(chǎng)上邊緣的距離為H．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。下列說法正確的是（ ） A．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路的最大電流為 B．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為 C．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為 D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路電流的功率為 【答案】B ，所以選項(xiàng)B正確；克服安培力做功與產(chǎn)生的焦耳熱查等，所以選項(xiàng)C錯(cuò)；回路中的電流開始的變化的，所以選項(xiàng)D錯(cuò)． 15．【2020?江西調(diào)考】如圖所示電路中，L是一電阻可忽略不計(jì)的電感線圈，a、b為L上的左右兩端點(diǎn)，A、B、C為完全相同的三個(gè)燈泡，原來電鍵K是閉合的，三個(gè)

14、燈泡均在發(fā)光。某時(shí)刻將電鍵K打開，則下列說法正確的是（ ） （0（） A．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，A燈閃亮后緩慢熄滅 B．b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅 C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅 D．b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈不會(huì)閃亮只是緩慢熄滅 【答案】B 【解析】電鍵K閉合穩(wěn)定時(shí)，電感線圈支路的總電阻較B、C燈支路電阻小，故流過A燈＋kt，其中B0為t＝0時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，k為一常數(shù)，A、B兩導(dǎo)線環(huán)的半徑不同，它們所包圍的面積不同，但某一時(shí)刻穿過它們的磁通量均為穿過磁場(chǎng)所在區(qū)域面積上的磁通量，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的面積為S，則Φt＝Bt·S，即在任一時(shí)刻穿過兩導(dǎo)線環(huán)包圍面上的

15、磁通量是相等的，所以兩導(dǎo)線環(huán)上的磁通量變化率是相等的． E＝得　E＝·S（S為磁場(chǎng)區(qū)域面積）．對(duì)A、B兩導(dǎo)線環(huán)，由于及S均相同，得＝１　　I＝，R＝ρ（S1為導(dǎo)線的橫截面積） l＝2πr所以．代入數(shù)值得 17．【2020?江蘇常州水平監(jiān)測(cè)】如圖所示，水平的平行虛線間距為d，其間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)長方形線圈的邊長分別為L1、L2，且L2＜d，線圈質(zhì)量m，電阻為R。現(xiàn)將線圈由靜止釋放，測(cè)得當(dāng)線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣的距離為h時(shí)，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和下邊緣剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度恰好相等。求： （1）線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流的大?。? （2）線圈從下邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)到下邊

16、緣剛出磁場(chǎng)（圖中兩虛線框所示位置）的過程做何種運(yùn)動(dòng)，求出該過程最小速度v； （3）線圈進(jìn)出磁場(chǎng)的全過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q總。 【答案】(1) (2) (3)2mgd 【解析】⑴,， ， ⑵先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，后做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng) 3位置時(shí)線圈速度最小，而3到4線圈是自由落體運(yùn)動(dòng)因此有，得 (3)由于線圈完全處于磁場(chǎng)中時(shí)不產(chǎn)生電熱，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2位置到4位置產(chǎn)生的電熱，而2、4位置動(dòng)能相同。 由能量守恒Q=mgd 由對(duì)稱性可知：Q總=2Q=2mgd 18．【2020?江蘇蘇北四市一模】兩根足夠長的光滑平行直導(dǎo)軌MN、P

17、Q與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計(jì)?，F(xiàn)讓ab桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。 ⑴求ab桿下滑的最大速度vm； ⑵ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q。 【答案】(1) (2) (3) ⑵根據(jù)能量守恒定律 有 得 ⑶ 根據(jù)電磁感應(yīng)定律 有 根據(jù)閉合電路歐姆定律 有 感應(yīng)電量 得 19．【2

18、020?山東模擬】如下圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出），且能正常工作。在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔為T，如下圖乙所示，試求： （1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？

19、大值為vm=2s/T，達(dá)到最大速度時(shí)，則有mgsinα=F安 F安＝ILB 其中R總＝6R 所以mgsinα= 解得 （2）由能量守恒知，放出的電熱Q=2S0sinα- 代入上面的vm值，可得 20．【2020?黑龍江省哈爾濱市期末】兩根相距為L=1m的足夠長的金屬導(dǎo)軌如圖所示放置，一組導(dǎo)軌水平，另一組平行導(dǎo)軌與水平面成37°角，拐角處連接一阻值為R=1Ω的電阻。質(zhì)量均為m=1kg的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，兩桿的電阻均為R=1Ω。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。

20、當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜止的cd桿所受摩擦力為最大靜摩擦力，方向沿斜面向下。求此拉力的功率。（重力加速度g=10m/s2. 可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力） 【答案】 【解析】由平衡條件可得: 解得I=20A 由閉合電路歐姆定律: v=60m/s 所以 即 21．【2020? 浙江臺(tái)州市高期末質(zhì)量評(píng)估】如圖（甲）所示，M1M4、N1N4為平行放置的水平金如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁 場(chǎng)B2，方向豎直向上。兩磁場(chǎng)間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，M3N3右側(cè)的直

21、軌道及半圓形軌道均光滑。質(zhì)量m=0.1kg，電阻R0=0.5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動(dòng)下，從M2N2處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)M3N3處撤去恒力F，CD棒勻速地穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，恰好通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處。若軌道電阻、空氣阻力不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2 求： （1）水平恒力F的大?。? （2）CD棒在直軌道上運(yùn)動(dòng)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q； （3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小。 【答案】(1) F=1.0N (2) (3)B2=0.05T- （3）由于CD棒穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，此過程無感應(yīng)電流，設(shè)CD棒進(jìn)入M3N3界后的任一短時(shí)間Δt內(nèi)

22、 ------ ⑩ 且----（11） 由①②得v=4m/s-------- -（12） 由⑩（11）（12）得 B2=0.05T- 22．【2020? 北京市西城區(qū)期末】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L＝0.50m。軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻。軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.40T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量m=0.50kg的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置。在沿著軌道方向向右的力F作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力。 M a b B

23、R F N P Q （1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N。求 a．導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度大小vm； b．導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大小a。 （2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導(dǎo)體棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=2.0m/s2。從力F作用于導(dǎo)體棒的瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I。 【答案】(1) (2) 　　 對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)動(dòng)量定理 所以，力F的沖量 23．【2020? 湖南模擬】 如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小、方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為、電阻的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25（已知，，取g＝10m／s2) 。 (1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大小； (2)求金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)的速度大小及此時(shí)ab兩端的電壓Uab為多少； (3)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少（保留2位有效數(shù)字）。 【答案】(1) 4m／s2 (2) (3) 代入數(shù)據(jù)解得：