时间:2017-08-22 02:05:31
1、选择题 在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落直至穿过线圈过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．磁铁下落过程中机械能守恒
B．磁铁下落过程中机械能增加
C．磁铁下落过程中机械能减少
D．线圈中增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的
参考答案：CD
本题解析：
本题难度：简单
2、简答题 如图所示，两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R=8Ω，导轨自身电阻不计．匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B=0.5T．质量为m=0.1kg，电阻为r=2Ω的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑，如图所示．设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，受到的摩擦阻力f=0.3N，当金属棒下滑的高度为h=3m时，恰好达到最大速度，g取10m/s2，求此过程中：
（1）金属棒的最大速度；
（2）电阻R中产生的热量；
（3）通过电阻R的电量．
参考答案：（1）金属棒做匀速直线运动时，速度达到最大，设为v．
感应电动势：E=BLv，
电流：I=ER+r，
安培力：F=BIL=B2L2vR+r，
由平衡条件得：mgsinθ=F+f，
代入数据解得：v=2m/s；
（2）由能量守恒定律得：
mgh=Q+f?hsinθ+12mv2，
代入数据解得：Q=1J，
R上产生的热量：
QR=RR+rQ=88+2×1=0.8J；
（3）由法拉第电磁感应定律得：
E=△Φ△t=B?S△t=B?L?hsinθR+r，
电流：I=ER+r，
电荷量：q=I△t，
代入数据解得：q=0.6C；
答：（1）金属棒的最大速度为2m/s；
（2）电阻R中产生的热量为0.8J；
（3）通过电阻R的电量为0.6C．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 如图所示，间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30°角放置，导轨电阻不计，导轨上端连有R=0.8Ω的电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上，t=0时刻有一质量m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒，以v0=10m/s的初速度从导轨上某一位置PP"开始沿导轨向上滑行，金属棒垂直导轨且与导轨接触良好，与此同时对金属棒施加一个沿斜面向上且垂直于金属棒的外力F，使金属棒做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动，则：
（1）t=2s时，外力F的大小？
（2）若已知金属棒运动从开始运动到最高点的过程中，电阻R上产生的热量为100J，求此过程中外力F做的功？
（3）到最高点后，撤去外力F，经过足够长时间后，最终电阻R上消耗的热功率是多少？
参考答案：（1）金属棒匀加速上升，根据速度时间关系公式，有：
v1=v0+at=10-2×2=6m/s
对金属棒受力分析，受重力、支持力、安培力，如图所示：
根据平衡条件，有：
mgsin30°+F安-F=ma
其中：
F安=BI1L
I1=E1R+r
E1=BLv1
解得：F=9N
（2）根据速度位移关系公式，到最高点的位移：
x=0-v202a=25m
由动能定理，得：
WF-mgxsin30°-Q总=0-12mv20
其中：Q总=R+rRQR=125J
解得：WF=200J
（3）如图所示，最后稳定时导体棒的速度满足：
mgsin30°=B2L2vR+r
电功率等于克服安培力做功的功率，故：
P电=P安=mgvsin30°=25W
根据功率分配关系，有：
PR=RR+rP电=20W
答：（1）t=2s时，外力F的大小为9N；（2）此过程中外力F做的功为200J；（3）电阻R上消耗的热功率是20W．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速为零，摩擦不计，则（ ）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
参考答案：BD
本题解析：若是匀强磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，小球的机械能守恒，B对；若是非匀强磁场，穿过圆环的磁通量发生变化，有电流产生，有焦耳热产生，由能量守恒定律可知环滚上的高度小于h，D对；
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m的金属杆ab，以初速v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端．若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不计金属杆ab的电阻及空气阻力，则
A．上滑过程中重力所做的功的绝对值大于下滑过程
B．上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多
C．上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多
D．上滑过程的时间比下滑过程长
参考答案：B
本题解析：重力做功只与始末位置的有关，由于金属杆又返回到底端，可见上滑和下滑过程始末位置相同，重力做功相同，A错；电阻R上产生的热量是由安培力做功转化而来，
,上滑和下滑过程中，位移L相同，由于安培力做负功，上滑过程的平均速度大于下滑过程的平均速度，位移相同，故上滑过程通过所用的时间小于下滑过程所用时间，同理电阻R产生的热量比下滑过程多，B对、D错；由
可知，上滑过程和下滑过程通过电阻R的电量相同，C错。
考点：本题考查了电磁感应现象中的功能关系。
本题难度：一般