《2025年金版新学案高三总复习物理》

4. （2024·湖南卷，T4）如图，有一硬质导线 Oabc，其中 $ \overset{\frown}{abc} $ 是半径为 R 的半圆弧，b 为圆弧的中点，直线段 Oa 长为 R 且垂直于直径 ac。该导线在纸面内绕 O 点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则 O、a、b、c 各点电势关系为（ ）

A.$ \varphi_O ＞ \varphi_a ＞ \varphi_b ＞ \varphi_c $
B.$ \varphi_O ＜ \varphi_a ＜ \varphi_b ＜ \varphi_c $
C.$ \varphi_O ＞ \varphi_a ＞ \varphi_b = \varphi_c $
D.$ \varphi_O ＜ \varphi_a ＜ \varphi_b = \varphi_c $

答案： C

5. （多选）（2024·黑吉辽卷·T9）如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为 L，左、右两导轨面与水平面夹角均为 30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为 2B 和 B。将有一定阻值的导体棒 ab、cd 放置在导轨上，同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好。ab、cd 的质量分别为 2m 和 m，长度均为 L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为 g。两棒在下滑过程中（ ）

A.回路中的电流方向为 abcda
B.ab 中电流趋于 $ \frac{\sqrt{3}mg}{3BL} $
C.ab 与 cd 加速度大小之比始终为 2 : 1
D.两棒产生的电动势始终相等

答案： AB

6. （2023·浙江 6 月·T10）如图所示，质量为 M、电阻为 R、长为 L 的导体棒，通过两根长均为 l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为 L。细杆通过开关 S 可与直流电源 $ E_0 $ 或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为 B 的匀强磁场，不计空气阻力和其他电阻。开关 S 接 1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角 $ \theta = \frac{\pi}{4} $；然后开关 S 接 2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中（ ）

A.电源电动势 $ E_0 = \frac{\sqrt{2}Mg}{2BL}R $
B.棒消耗的焦耳热 $ Q = \left(1 - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)Mgl $
C.从左向右运动时，最大摆角小于 $ \frac{\pi}{4} $
D.棒两次过最低点时感应电动势大小相等

答案： C

7. （多选）（2024·全国甲卷·T21）如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平。在 $ t = 0 $ 时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度 v 随时间 t 变化的图像中可能正确的是（ ）

答案： AC

8. （2023·辽宁卷·T4）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于 OP。导体棒两端的电势差 u 随时间 t 变化的图像可能正确的是（ ）

答案： 【解析】导体棒绕竖直轴OP匀速转动，始终平行于OP，故棒上各点做半径为r的匀速圆周运动，速度大小v=ωr（ω为角速度）。磁场水平向右（设为x轴方向），棒上各点速度方向为圆周切线（水平方向），与磁场夹角θ=ωt（随时间均匀变化）。
根据动生电动势公式$E=\int (v× B)· dl$，棒长为L，速度v与磁场B夹角θ，速度垂直于磁场的分量为$v\sin\theta$，则电动势$E=BLv\sin\theta=BL\omega r\sin(\omega t)$。由于θ=ωt，故$E=E_0\sin(\omega t)$（$E_0=BL\omega r$为常数），即电势差u随时间按正弦规律变化。
【答案】C