时间:2017-09-23 23:31:45
1、简答题 如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5m，匀强磁场方向如图所示，磁感应强度的大小为0.5T．质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动．已知MN=OP=1m，求：
（1）金属细杆开始运动时的加速度大小；
（2）金属细杆运动到P点时的速度大小；
（3）金属细杆运动到P点时对每一条轨道的压力大小．
参考答案：（1）金属细杆开始运动时，由牛顿第二定律得：
F安=BIL=ma
解得：a=BILm=0.5×2×0.50.05m/s2=10m/s2
（2）对金属细杆从M点到P点的运动过程，由动能定理得：
F安?（MN+OP）-mg?ON=12mv2
解得金属细杆运动到P点时的速度大小为：v=
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻分别为Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，处于匀强磁场中．金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动．ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是（ ）
A．通过ab的电流是b到a
B．Uab=Ucd
C．Uab＜Ucd
D．无法判断
参考答案：A、cd向右运动，ab不动，穿过回路的磁通量增加，原磁场方向向里，根据楞次定律得知，通过ab的电流是a到b．故A错误．
B、C、D、cd切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，ab是外电路，由于导轨电阻不计，ab两端的电压等于cd两端的电压．即得：Uab=Ucd．故B正确，CD错误．
故选：B
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 如图甲所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离江1.0m，导轨平面与水平面间的夹角θ=30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为R=2.5Ω的电阻，金属棒础垂直于导轨放置并用细线通过光滑轻质定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m=0.20kg，电阻r=0.50Ω，重物的质量M=0.50kg．如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离x与时间t的关系图象如图乙所示．不计导轨电阻，g取10m/s2．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）0.6s内通过电阻R的电荷量；
（3）0.6s内回路中产生的热量．
参考答案：（1）由图象乙可知ab棒最终做匀速运动，且其速率为v=△x△t=3m/s?
? 棒受力平衡：Mg=F+mgsin30°
又安培力 F=BIL?
感应电流?I=BLvR?
联立解得：B=2T?
（2）根据q=.I?△t，.I=.ER+r，.E=△Φ△t
得 q=△?Φ?R+r?
解得 q=0.93C
（3）由能量守恒定律得：
? Mgs=mgssinθ+Q+12(M+m)v2
解得：Q=2.45J?
答：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小是2T；
（2）0.6s内通过电阻R的电荷量是0.93C；
（3）0.6s内回路中产生的热量是2.45J．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，电阻R=0.1Ω的导体ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab的长度L=0.4m，运动速度v=5.0m/s．线框的电阻不计．
（1）电源的电动势（即产生的感应电动势）为多少？电路abcd中的电流为多少？
（2）求导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）电源的功率为多少？其中电源内部消耗的功率是多少？外部电阻消耗的功率又是多少？
（5）其实这道题讲的就是发电机的原理．试从能量的角度分析一下，看发电机的能量是怎样转化的．
参考答案：（1）导体棒切割磁感线产生的电动势：E=BLv=0.2V?
由闭合电路的殴姆定律：I=ER+r=0.4A
（2）则安培力大小：F安=BIL=0.016N?
?根据右手定则得电路abcd中的电流方向是b指向a，根据左手定则得ab所受的安培力方向：向左．?
（3）导线框向右做匀速运动，根据平衡条件得外力：F=F安=0.016N?
外力做功的功率：P=Fv=0.08W
（4）电源的功率：P电=EI=0.08W
电源内部消耗的功率：P内=I2r=0.016W
外部电阻消耗的功率：PR=I2R=0.064W
（5）发电机是依据电磁感应原理工作的，在发电的过程中机械能转化为电能．
答：（1）电源的电动势为0.2V，电路abcd中的电流为0.4A
（2）导体ab所受的安培力的大小是0.016N，其方向向左．
（3）外力做功的功率是0.08W
（4）电源的功率为0.08W，其中电源内部消耗的功率是0.016W，外部电阻消耗的功率又是0.064W．
（5）发电机是依据电磁感应原理工作的，在发电的过程中机械能转化为电能．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）
A．棒的机械能增加量
B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量
D．电阻R上放出的热量
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单