上海市闵行区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题）

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上海市闵行区三年（2021-2023）年高考物理一模试题按知识点分层-02电磁学（基础题） 一、单选题1．（2022·上海闵行·统考一模）下面关于物理量的正负表述正确的是（　　）A．功的正负表示大小 B．重力势能的正负表示大小C．电量的正负表示方向 D．电势的正负表示方向2．（2022·上海闵行·统考一模）下列式子不属于比值法定义物理量的是（    ）A． B． C． D．3．（2022·上海闵行·统考一模）下列用国际基本单位表达电场强度的单位正确的是（    ）A．kg·m/(C·s2) B．kg·m/(A·s3) C．V/m D．N/C4．（2022·上海闵行·统考一模）电路如图所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时（　　）A．小灯泡L1比L2亮，L2比L3亮 B．电源内阻损耗功率增加C．电源效率降低 D．灯泡L2变暗5．（2022·上海闵行·统考一模）如图所示，AB、CD为一圆的两条直径且相互垂直。O点为圆心，空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下，先从A点运动至C点，动能减少了E；又从C点运动到B点，动能增加了E，那么（　　）A．A到C电场力做正功，C点电势高于A点B．C到B电场力做正功，C点电势高于B点C．该电场可能是匀强电场，电场线方向为D指向CD．该电场可能为正点电荷电场，且电荷处于O点6．（2022·上海闵行·统考一模）一圆形线圈与一均匀的扁平条形磁铁同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流，磁铁的运动方式应为（　　）A．使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动B．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动C．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动D．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动7．（2022·上海闵行·统考一模）下列不属于理想物理模型的是（　　）A．元电荷 B．点电荷 C．质点 D．单摆8．（2022·上海闵行·统考一模）磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　）A．球面1和球面2的磁通量相同 B．球面1比球面2的磁通量小C．a点和b点的磁感应强度相同 D．a点比b点的磁感应强度小9．（2022·上海闵行·统考一模）小电珠与电动机并联接入电路，两者均正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2则（　　）A． B． C． D．10．（2022·上海闵行·统考一模）扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　）A． B． C． D．11．（2022·上海闵行·统考一模）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。则（　　）A．平面a电势最低，平面f电势最高B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面b时，电势能和动能之和为10eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍12．（2021·上海闵行·统考一模）真空中两个点电荷、，距离为R，当和电量都增大到原来2倍时，距离也增大到原来的2倍，则两电荷之间相互作用的静电力将增大到原来（　　）A．1倍 B．2倍 C．4倍 D．8倍13．（2021·上海闵行·统考一模）下面四种常用电器中哪一个应用的物理规律与其他三个不同（　　）A．动圈式麦克风 B．动圈式扬声器 C．家用电磁炉 D．无线充电器14．（2021·上海闵行·统考一模）下列哪组物理量的正负号表示的涵义一致（　　）A．某物体速度变化，某力对物体做功B．某力对物体做功，某电荷在电场中电势能为C．某物体加速度为，某电荷在电场中受力D．某物体的重力势能为，某力对物体做功15．（2021·上海闵行·统考一模）如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（　　）A．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转B．若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转C．线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能D．线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能16．（2021·上海闵行·统考一模）如图，是锐角三角形最大的内角，一正点电荷固定在点。下列说法正确的是（　　）A．沿边，从点到点，电场强度逐渐减小B．沿边，从点到点，电势先增大后减小C．负检验电荷在点的电势能比其在点的电势能大D．将正检验电荷从点移动到点，电场力所做的总功为负 二、多选题17．（2021·上海闵行·统考一模）如图，电路中定值电阻阻值大于电源内阻阻值。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（　　）A．的示数减小 B．的示数增大C．与的比值大于 D．大于 三、填空题18．（2022·上海闵行·统考一模）如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面，与斜面平行的轻质绝缘细线上端固定在斜面顶端，下端系质量为m、电荷量为q的小球A。A右侧等高处固定带等量同种电荷的小球B，若AB间距为，则B在A处激发的电场强度大小是______，斜面受到A的压力大小为______。（A、B可视为点电荷）19．（2022·上海闵行·统考一模）四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为______。若A导线所受的磁场力恰好为零，则=______．20．（2022·上海闵行·统考一模）如图是伏打电池原理示意图，a、b表示电极A、B和电解液接触层中的点，在图中用数字①②③表示的三个区域中，自由电荷依靠非静电力移动的区域为___________（填入数字序号），B极和b点中电势较高的点是___________。21．（2022·上海闵行·统考一模）如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，在此过程中，该磁场___________（选填“逐渐增强”或“逐渐减弱”），回路中感应电流的方向___________（选填“顺时针”或“逆时针”）。22．（2022·上海闵行·统考一模）在如图（a）所示的电路中，电源电动势为3V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的U-I曲线如图（b）所示，R为定值电阻，阻值为10Ω当开关S闭合后，L1消耗的电功率为________W，电路消耗的总功率___________W。23．（2021·上海闵行·统考一模）电源的电动势是反映电源_________的本领的物理量，这个转化过程是通过_______做功来实现。24．（2021·上海闵行·统考一模）如图，逆时针环形电流外有一被扩张的软金属弹簧圈，当其由环形电流外侧收缩到内侧虚线位置过程中，弹簧圈内的磁通量大小变化情况为__________；弹簧圈所受安培力的方向沿半径_____________。 四、实验题25．（2021·上海闵行·统考一模）在“描绘电场等势线”的实验中，(1)给出下列器材，电源应选用__________，传感器应选用__________（用字母表示）。A． 的交流电源    B．的直流电源    C．电流传感器    D．电压传感器(2)按图示连接电路。在电极A、的连线上等距离的取、、、、共5个基准点。（a）已知传感器正接线柱的电势高于负接线柱时，计算机读数显示为正。若在图中连接传感器正接线柱的红探针接触点，连接负接线柱的黑探针接触点时，读数为正，则可以判断电极A接在电源的__________极上（选填“正”或“负”）。（b）在寻找基准点的等势点时，将红探针固定于点，黑探针在纸上移动，当移动到某点时读数为负，为了找到到基准点的等势点，则黑探针应平行于、连线向__________（选填“A”或“B”）端移动。(3)如果将红探针固定在电极上，黑探针沿连线移动，每移动一小段相等距离记录一次传感器读数，以到的距离为横坐标，传感器读数为纵坐标，作出的图可能为下图中的________。A． B． C． D． 五、解答题26．（2022·上海闵行·统考一模）发电机和电动机具有装置上和机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图（a）、图（b）所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。图（a）轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图（b）轨道端点MP间接有直流电源，内阻为r，导体棒ab通过光滑滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。（1）求图（a）、图（b）中，金属棒两端a、b两点间的电压；（2）求在时间内，图（a）“发电机”产生的电能和图（b）“电动机”输出的机械能；（3）分析时间内，图（a）和图（b）中能量转化的过程。27．（2022·上海闵行·统考一模）如图（a）所示，两根不计电阻、间距L=0.5m的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B=0.4T。导轨上端串联非线性电子元件Z和阻值为R=4Ω的电阻。元件Z的图像如图（b）所示，当流过元件Z的电流大于或等于I0时，电压稳定为Um。其中I0=0.25A，Um=2.0V。质量为m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响。（1）闭合开关S，由静止释放金属棒，测得金属棒下落的最大速度v1=20m/s，试确定金属棒中此时的电流大小和方向；（2）试确定金属棒质量m；（3）断开开关S，由静止释放同一根金属棒，求金属棒下落的最大速度v2；（4）先闭合开关S，由静止释放同一金属棒，金属棒达到最大速度后，再断开开关S。忽略回路中电流突变的时间，求S断开瞬间金属棒的加速度大小a。28．（2021·上海闵行·统考一模）如图，两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距；在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域的高度，导体棒的质量未知、电阻；导体棒的质量、电阻，它们分别从图中、处同时由静止开始在导轨上向下滑动，匀速穿过磁场区域，且当刚穿出磁场时正好进入磁场并匀速穿过，取，不计、棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：(1)棒穿过磁场区域过程所用的时间；(2)棒刚进入磁场时两端的电势差；(3)棒的质量；(4)从静止释放到棒刚好出磁场过程中棒产生的焦耳热。
参考答案：1．B【详解】A．功是标量，正负号不表示方向，也不表示大小，表示的是该力是动力还是阻力，故A错误；B．重力势能是标量，其正负表示大小，故B正确；C．电量是标量，正负号不表示方向，表示的是电性，故C错误；    D．电势的正负表示电势的高低，即表示的是大小，但不表示方向，故D错误。故选B。2．A【详解】一般比值法定义的物理量基本特点是被定义的物理量往往反映的是物质的本质属性不随定义所用的物理量的大小而改变；所以可得、、都是比值法定义的物理量；是加速度的决定式，加速度与所受合力成正比，与质量成反比，不属于比值法定义的物理量。故选A。3．B【详解】根据公式可得电场强度的单位为，其中C不是基本单位；根据公式 可得电场强度的单位为，V不是基本单位；根据公式， 可得，  代入可得其中C不是基本单位；同理代入有可知中都是基本单位。故选B。4．D【详解】A．由于则灯泡L1中的电流大于灯泡L2中的电流，小灯泡L1比L2亮。由于灯泡L2支路的总电阻大于灯泡L3支路的电阻，则灯泡L2支路的电流小于灯泡L3支路的电流，即L2比L3暗，A错误；B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，干路电流减小，根据可知，电源内阻损耗功率减小，B错误；C．根据可知，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，外电阻增大，电源效率增大，C错误；D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻增大，根据“串反并同”可知，灯泡L2中的电流减小，则灯泡L2变暗，D正确。故选D。5．C【详解】A．从A点运动至C点，动能减少所以电场力做负功；电势能增加，因为是电子带负电所以可得C点电势低于A点，A错误；B．同理C到B电场力做正功，动能增加电势能减小，可得C点电势低于B点，B错误；C．根据前面分析可得AB点电势能相同，电势相等，若是匀强电场，电场线垂直AB连线，又因为C点电势低于AB两点，沿着电场线方向电势降低所以方向为D指向C，C正确；D．若该电场为正点电荷电场，且电荷处于O点，可知AC两点电势相同与题意不符，D错误。故选C。6．D【详解】A．使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动，穿过线圈的磁通量保持不变为零，不会产生感应电流，故A错误；BC．使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或向内做平动时，穿过线圈的磁通量仍然保持不变为零，不会产生感应电流，故BC错误；D．图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动时，使得穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律，可判断知在线圈中产生的感应电流为逆时针方向，故D正确。故选D。7．A【详解】A．建立理想化物理模型的原则是突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素，这样便于问题的研究，使问题简单化。元电荷是指电子所带最小的电荷量，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，所以元电荷不属于理想物理模型，A错误，符合题意；B．点电荷是指带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，B正确，不符合题意；C．质点是指物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响很小可忽略时，这样的物体可看成只有质量的几何点，质点是一种理想化的物理模型，C正确，不符合题意；D．单摆是由长细线和摆球组成，把细线的伸缩忽略不计，细线的质量与摆球的质量相比可忽略，摆球的直径与细线的长度相比可以忽略，摆球在摆动的运动中所受的阻力可忽略，因此单摆是一种理想化的物理模型，D正确，不符合题意。故选A。8．A【详解】AB．磁通量也是穿过球面的磁感线的条数，由于从磁单极子发出的磁感线的条数是一定的，故穿过球面1与球面2的磁感线的条数是相等的，即球面1与球面2的磁通量相等，故A正确，B错误；CD．若有磁单极子，位于球心处，因为它的磁感线分布类似于点电荷的电场线的分布，故我们可以类比一个点电荷放在球心处，则a点的电场强度大于b点，故a点的磁感应强度也大于b点，故CD错误。故选A。9．B【详解】A．小电珠与电动机并联接入电路，所以故A错误； BCD．对小电珠，由欧姆定律可得电动机正常工作时，由于线圈切割磁感线产生反电动势，所以所以故B正确，CD错误。故选B。10．D【详解】装置的原理是利用电磁阻尼。当薄板进出磁场时产生感应电流，薄板受安培力，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。只有D项阻碍上下左右振动最有效。故ABC错误，D正确。故选D。11．B【详解】A．从a到d的过程中电子克服电场力做功，所以电场线的方向垂直于等势面由a指向f，所以平面a电势最高，平面f电势最低，故A错误；B．电子从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，所以相邻等势面间的电势差为2V，电子经过a时的动能为10eV，由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确；C．由题可知，a平面的电势为4V，则粒子在a平面的电势能为-4eV,动能为10eV，则总能量为6eV，根据能量守恒可知，该电子经过平面b时，电势能和动能之和为6eV，故C错误；D．电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误。故选B。12．A【详解】根据库仑定律可知，真空中有两个固定点电荷，当Q1，Q2电量都增大到原来2倍时，距离R增大到原来的2倍时，则库仑力因此电荷间的库仑力变为原来的1倍故选A。13．B【详解】动圈式麦克风、家用电磁炉以及无线充电器都是利用电磁感应原理工作的；而动圈式扬声器是根据通电导体在磁场中受力工作的，与前三个应用的物理规律不同。故选B。14．C【详解】A．物体速度变化是−3m/s，负值表示速度变化方向与正方向相反，某力对物体做功是−3J，表示该力对物体做−3J的功，两者正负号的涵义不一致，A错误；B．某力对物体做功是−3J，负值表示该力对物体做负功，某电荷在电场中电势能是−3J，表示该电荷相对于零电势能位置所具有的能量是−3J，两者正负号的涵义不一致，B错误；C．某物体加速度是−3m/s2，加速度是负值表示加速度方向与正方向相反，某电荷在电场中受力是−3N，力是负值表示该力方向与正方向相反，两者正负号的涵义一致，C正确；D．某物体的重力势能是−3J，负值表示物体在零势能面的下方，某力对物体做功是−3J，负值表示该力对物体做负功，两者正负号的涵义不一致，D错误。故选C。15．A【详解】A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；故选A。16．B【详解】A．根据点电荷场强公式，有根据几何知识，大角对大边，有则故A错误；B．沿边，从点到点，距P点的距离先减小后增大，由于P点时正电荷，越靠近正电荷，电势越大，所以沿边，从点到点，电势先增大后减小。故B正确；C．过P点做MN的垂线，M点到垂点的距离更近，所以M点的电势大于N点，所以负检验电荷在点的电势能比其在点的电势能小。故C错误；D．根据C项可知，正检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，所以从点移动到点，电场力所做的总功为正，电势能减小。故D错误。故选B。17．CD【详解】AB．闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，其有效电阻减小，电路中总电阻减小，电路中总电流增大，的示数变大，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小即的示数减小，故AB错误；C．根据闭合电路欧姆定律得则有即与的比值大于r，故C正确；D．由于总电流增大，则电压表V1的示数增大由于路端电压减小，所以电压表V2示数减小定值电阻阻值大于电源内阻阻值，所以有大于，故D正确。故选CD。18．          【详解】[1]依据题意解得B在A处激发的电场强度大小[2] 对小球A受力分析小球所受合力为零，垂直斜面方向由牛顿第三定律，斜面受到A的压力大小19．     0     2∶1【详解】[1]根据磁场的矢量合成法则，B、D导线在O处的合磁感应强度为零，A、C导线在O处的合磁感应强度也为零，所以O处的磁感应强度大小为0。[2]B导线在A处的磁场方向竖直向下，D导线在A处的磁场方向水平向左，可得B、D导线在A处的合磁感应大小为C导线在A处的磁感应大小为若A导线所受的磁场力恰好为零，可得此处磁感应强度为零，可得即可得=2∶120．     ①③     b点【详解】[1] 带电接触层区域可自发的进行氧化还原反应，是非静电力做功的区域，即①③区域。[2]电场线从正极发出指向负极，电势沿着电场线的方向降低，所以b点电势较高。21．     逐渐减弱     逆时针【详解】[1]匀强磁场垂直于软导线回路平面向外，由于磁场发生变化，回路变为圆形，说明受到安培力的方向向外，导线围成的面积扩大，由楞次定律可知，导线内的磁通量一定在减小，因为扩大面积可以阻碍磁通量的减小，所以该磁场在“逐渐减弱”。[2]由楞次定律可知，原磁场方向向外，且逐渐减弱，回路中感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以感应电流的方向是“逆时针”。22．          【详解】[1]由图（b）可知，当小灯泡的电压为U1=3V时，电流为I1=0.25A，所以L1消耗的电功率为[2]由图（a）可知，L2两端的电压与电流的关系为在图（b）中做出该关系式的图线，如图所示，由图可知L2两端的电压为U2=1V，电流为I2=0.2A，L2消耗的功率为电阻R消耗的功率为电路消耗的总功率P=P1+P2+P3=0.75W+0.2W+0.4W=1.35W23．     把其他形式能转化为电能     非静电力【详解】[1]电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量；[2]电动势的转化过程是通过非静电力做功来实现。【点睛】24．     先变大后变小     向外【详解】[1]奥斯特实验表明电流周围存在磁场，磁场强度的大小与电流的距离有关，距离越近，磁场强度越大，故软金属弹簧圈由环形电流外侧收缩到内侧虚线位置过程中磁通量大小变化情况为先变大后变小；[2]弹簧圈p所受安培力的方向可根据左手定则判别，故为沿半径向外。25．     B；     D；     正；     B；     B【分析】本实验原理是利用恒定电流场模拟静电场，与电源正极相连的电极模拟正电荷，即电极A，与电源负极相连的电极模拟负电荷，即电极B，电源通过正负电极AB在导电物质上产生的稳定电流分布模拟等量异种电荷产生的静电场【详解】(1)[1]实验是采用电流场去模拟电场的实验，模拟的电场是一个恒定电场，所以需要用到的电源应该是直流电源，这样才能产生恒定电场，故选B；[2] 要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D；(2)[3]由题意可知，电压传感器读数为正时，正接线柱的电势高于负接线柱；读数为正，那点的电势高于点的电势，电场线从电极A到电极，所以电极A接电源正极，故选填“正”；[4]读数为零时为等势点，此时读数为负，说明此点的电势高于点的电势，则需要往低电势方向移动，电场线从电极A到电极，沿电场线方向电势降低，则应该往电极B移动，故选填“B”；(3)[5] A．传感器的读数即为两点间的电势差，根据可知，图像的斜率表示场强，根据等量异种电荷连线上的电势逐渐减小，则读数会增大，故A错误；BCD．根据等量异种电荷连线上的场强先减小后增大，且中点处场强最小但不为零，则图像斜率先减小后增大，故CD错误， B正确。故选B。26．（1），；（2），；（3）见解析【详解】（1）图（a）中导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律可得金属棒两端a、b两点间的电压为图（b）中设电源电动势大小为，导体棒ab向右运动时产生的反感应电动势大小为，所以有解得可得此时金属棒两端a、b两点间的电压为（2）在时间内，图（a）“发电机”产生的电能为图（b）“电动机”输出的机械能为（3）图（a）中水平向右的外力对导体棒ab做正功，安培力对导体棒做负功，因为导体棒速度大小不变，所以可得外力做的功转化为电路的电能产生电流，电流通过电阻将电能转化为电阻上的内能；图（b）中电源产生的电能在电路产生电流，电流通过电源内阻和导体棒时将一部分电能转化成电源内阻和导体棒上的内能，同时在导体棒上产生安培力，安培力对导体棒做正功，将电能转化为金属棒和重物的机械能，当导体棒和重物都匀速时转化成的机械能全部为增加的重物重力势能。27．（1）1A，由左向右；（2）0.02kg；（3）30m/s；（4）【详解】（1）金属棒下落速度最大时，重力与安培力平衡，故安培力方向竖直向上，且根据左手定则可知电流方向由左向右（2）速度最大时解得（3）断开S，当下落速度为v2时由上述分析可知，此时电路电流大于 ，故元件电压为 ，则联立解得（4）断开S瞬间，金属棒速度 由于此时电流大于，则元件电压为定值电阻电压为电流安培力加速度28．(1) s；(2)；(3) ；(4)【详解】(1)由棒匀速穿过磁场易知又有联立可解得 易求得棒穿过磁场区域过程所用的时间 (2)由自由落体公式知棒穿过磁场前运动时间 故棒进入磁场前运动时间为 。故棒进入磁场时速度 所以此时电动势 由闭合电路欧姆定律可得两端的电势差 (3)类比第一问可得又有易得 (4) 由于每根棒穿过磁场时均作匀速运动，依所能量守恒定律有 依据串联电路功率分配原理知