教师资格
如图3所示，匝数为2：1的理想变压器、原线圈电阻为零的轨道、可在轨道上滑行的金属杆PQ形成闭合电路。闭合电路内有磁感应强度为1．0 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，副线圈接l0Ω的电阻，金属杆加长为PQ长为0.1m、电阻为0.4Ω。若金属杆在外力作用下以速率v=3.0m/s沿轨道匀速滑行，则下列叙述正确的是()。A.原线圈中电流大小I=0.03AB.原线圈两端电动势大小E=0.15VC.副线圈中电流大小I=0.01AD.副线圈电功率大小P=0W
题目
如图3所示，匝数为2：1的理想变压器、原线圈电阻为零的轨道、可在轨道上滑行的金属杆PQ形成闭合电路。闭合电路内有磁感应强度为1．0 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，副线圈接l0Ω的电阻，金属杆加长为PQ长为0.1m、电阻为0.4Ω。若金属杆在外力作用下以速率v=3.0m/s沿轨道匀速滑行，则下列叙述正确的是()。
A.原线圈中电流大小I=0.03A
B.原线圈两端电动势大小E=0.15V
C.副线圈中电流大小I=0.01A
D.副线圈电功率大小P=0W
B.原线圈两端电动势大小E=0.15V
C.副线圈中电流大小I=0.01A
D.副线圈电功率大小P=0W
参考答案和解析
答案：D
解析：
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相似问题和答案
第1题：
如图10—18所示，质量为M长为ι的导体棒ab在倾斜的光滑导轨上处于静止状态，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向上．试求ab中的电流强度．若匀强磁场的大小不变，方向改为垂直于倾斜导轨平面向上，则ab中电流强度为多大已知导轨平面的倾角为θ。
答案：
解析：
当磁场方向竖直向上时，导体ab受力如图10—20a所示，将弹力N正交分解，由于受力平衡有
当磁场方向垂直于导轨斜面向上时，导体ab受力如图10—20b所示，将重力正交分解，由于受力平衡有：
当磁场方向垂直于导轨斜面向上时，导体ab受力如图10—20b所示，将重力正交分解，由于受力平衡有：
第2题：
如图11—24所示，空间中宽度为b的区域有匀强磁场，把一个正方形导线框用外力以速度ν匀速地拉过磁场区域.已知正方形的边长为1，线圈的总电阻为R，磁感应强度是B，并有1>b，则外力做功为__________.
答案：
解析：
第3题：
在图中，线圈a的电阻为Ra，线圈b的电阻为Rb，两者彼此靠近如图所示，若外加激励，ú=UMsinωt，则：
答案：B
解析：
线圈a中是变化的电源，将产生变化的电流，由此产生的变化磁通将与线圈b交链，由此产生变化的电流。
第4题：
如图所示，电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ，其PMN部分是半径为r的了l圆弧，NQ部分水平且足够长．匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于PMNQ平面指向纸面内侧。某粗细均匀质量分布均匀的金属杆质量为m，电阻为R，长为√ 2 r，从图示位置由静止释放，若当地的重力加速度为R，金属杆与轨道始终保持良好接触，则（）。
A.杆下滑过程机械能守恒
B.杆最终不可能沿NQ匀速运动
C.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于
D.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于
B.杆最终不可能沿NQ匀速运动
C.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于
D.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于
答案：D
解析：
第5题：
如图11—22所示，两根相距1的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨电阻不计，另两根与光滑导轨接触的金属杆质量均为m，电阻均为R.若要使cd杆恰好平衡，且静止不动，则ab杆应__________（填“竖直向上”或“竖直向下”）匀速运动，ab运动的速度大小是__________，需要对杆ab施加的向上的外力大小应是__________.
答案：
解析：
竖直向上 
2mg
2mg第6题：
如图10—16所示，用两根细线悬挂着一根金属细棒，放置在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．已知金属棒长为0．1m，质量为0.1 kg，磁感应强度为0.5 T，今在金属棒中通以电流，测得每根细 线的拉力是0.6 N，则金属棒中电流的大小是____________A，电流的流向是___________．
答案：
解析：
4 向左
第7题：
如图2-13所示，两根相距为l的平行的竖直金属导轨M、N，匀强磁场垂直于导轨平面（纸面），磁感应强度为B，导轨的一端与电阻R连接，电容C与R并联．AB为放置在导轨上的金属棒，质量为m，棒与导轨垂直．AB的电阻为R'，导轨的电阻忽略不计．今使AB从静止开始下滑，求：
（1）AB运动的最大速度；
（2）电容器所带的最大电量；
（3）电功率．
（1）AB运动的最大速度；
（2）电容器所带的最大电量；
（3）电功率．
答案：
解析：
【解题指要】本试题是力学、电学的综合计算题．它涵盖的知识点有：力的平衡条件、电磁
感应、磁场力、闭合电路欧姆定律、电容器、电功率等．
解本题的难点是判断AB做匀速运动的条件．为此，必须正确分析AB的运动过程．最初，AB在重力G作用下向下运动．AB运动时切割磁感线，
AB与R组成的闭合电路中有感应电流I．由右手定则可知AB上感应电流由A到B，再用左手定则可知AB受向上的磁场力Fm作用．因此，AB受两个作用力G和Fm，合力为G－Fm．随着AB加速运动，速度ν增大，
时，合外力为零，AB处于平衡状态，开始做匀速运动了．
【解题指要】本试题是力学、电学的综合计算题．它涵盖的知识点有：力的平衡条件、电磁
感应、磁场力、闭合电路欧姆定律、电容器、电功率等．
解本题的难点是判断AB做匀速运动的条件．为此，必须正确分析AB的运动过程．最初，AB在重力G作用下向下运动．AB运动时切割磁感线，
AB与R组成的闭合电路中有感应电流I．由右手定则可知AB上感应电流由A到B，再用左手定则可知AB受向上的磁场力Fm作用．因此，AB受两个作用力G和Fm，合力为G－Fm．随着AB加速运动，速度ν增大，
时，合外力为零，AB处于平衡状态，开始做匀速运动了．
第8题：
如图，间距ι=10 cm的平行光滑金属直导轨水平放置在磁感应强度B=0．5 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下；在平行导轨的左端a、b两点间接入两个相同电阻，阻值R=0．8Ω；电阻为r=0．1Ω的导体滑杆cd放在导轨上且与其垂直。导轨电阻不计。当cd杆以υ=2 m／s向右匀速运动时，求
（1）通过cd杆的电流；
（2）使cd杆保持匀速运动，应对它施加外力的大小和方向。
（1）通过cd杆的电流；
（2）使cd杆保持匀速运动，应对它施加外力的大小和方向。
答案：
解析：
（1）cd杆匀速运动切割磁场线。设产生的电动势为E，通过cd杆的电流为I，则有
第9题：
如右图所示．一根通电直导线垂直放在磁感应强度为l T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a,b、c、d四个点，已知。点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( )。
A.直导线中的电流方向垂直纸面向外
B.b点的实际磁感应强度为√2T，方向斜向上，与B的夹角为45。。
C.c点的实际磁感应强度也为零
D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同
B.b点的实际磁感应强度为√2T，方向斜向上，与B的夹角为45。。
C.c点的实际磁感应强度也为零
D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同
答案：B
解析：
匀强磁场方向水平向右，a点的实际磁感应强度为零，则导线产生的磁场在a点方向水平向左．大小为l T．根据安培定则，直导线中的电流方向垂直纸面向里，A选项错误；直导线在b点产生的磁场方向竖直向上．大小为1 T，与匀强磁场的磁感应强度矢量和为／2 T，方向斜向上．与B的夹角为45。，8选项正确；导线在c点产生的磁场方向水平向右，c点实际磁场方向水平向右，大小为2 T，C选项错误；d点的实际磁感应强度跟b点大小相等，但方向不同，所以D错误。
第10题：
阅读案例，并回答问题。
下面为一道物理试题和某学生的解答过程。
题目：如图6所示，水平面(纸面)内间距为2的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。％时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求：
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小：
(2)电阻的阻值。
问题：
(1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点
(2)给出正确解题过程。
(3)针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。
下面为一道物理试题和某学生的解答过程。
题目：如图6所示，水平面(纸面)内间距为2的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。％时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求：
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小：
(2)电阻的阻值。
问题：
(1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点
(2)给出正确解题过程。
(3)针对学生解题过程中存在问题，设计一个教学片段，帮助学生解决此类问题。
答案：
解析：
(1)本题考查受力分析与匀速直线运动、电磁感应、欧姆定律、通电导体在磁场中受力、受力平衡等知识点。 (2)正确解题过程：
解：(1)金属杆进入磁场前做匀加速直线运动，设加速度为a，由牛顿第二定律：
(3)教学片段：
师：同学们，我们先来分析一下杆的运动情况，在进入磁场前和进入磁场后，杆分别做什么运动
生：进入磁场前匀加速运动，进入磁场后匀速运动。
师：非常好。那么，匀加速的时候，对杆进行受力分析，在水平方向上杆受到了什么力
生：匀加速运动时．杆受到了拉力F和摩擦力的作用。进入磁场后，拉力和摩擦力以及安培力平衡。
师：好，我们分别来分析一下各阶段的受力。进入磁场前，拉力是固定的F，摩擦力怎么算呢
生：摩擦力等于动摩擦因数乘支持力，支持力大小等于重力大小，摩擦力大小等于μmg。金属杆与铁杆有两部分接触,所以总摩擦力应该是2μmg。
师：摩擦力大小为μ乘以导轨所受的正压力这句话表述是非常准确的，大家想一想，这里两根导轨对金属杆的正压力是多大呢是不是都等于金属杆的重力呢
师：非常好，不能看到几个正压力几个接触点就简单地认为摩擦力就是几倍的μmg，考虑摩擦力一定要辨别清楚它所受到的正压力。接下来这个问题能解决了吗
生：能。
解：(1)金属杆进入磁场前做匀加速直线运动，设加速度为a，由牛顿第二定律：
(3)教学片段：
师：同学们，我们先来分析一下杆的运动情况，在进入磁场前和进入磁场后，杆分别做什么运动
生：进入磁场前匀加速运动，进入磁场后匀速运动。
师：非常好。那么，匀加速的时候，对杆进行受力分析，在水平方向上杆受到了什么力
生：匀加速运动时．杆受到了拉力F和摩擦力的作用。进入磁场后，拉力和摩擦力以及安培力平衡。
师：好，我们分别来分析一下各阶段的受力。进入磁场前，拉力是固定的F，摩擦力怎么算呢
生：摩擦力等于动摩擦因数乘支持力，支持力大小等于重力大小，摩擦力大小等于μmg。金属杆与铁杆有两部分接触,所以总摩擦力应该是2μmg。
师：摩擦力大小为μ乘以导轨所受的正压力这句话表述是非常准确的，大家想一想，这里两根导轨对金属杆的正压力是多大呢是不是都等于金属杆的重力呢
师：非常好，不能看到几个正压力几个接触点就简单地认为摩擦力就是几倍的μmg，考虑摩擦力一定要辨别清楚它所受到的正压力。接下来这个问题能解决了吗
生：能。