时间:2017-09-26 09:57:25
1、简答题 水平面上有电阻不计的U形导轨NMQP，它们之间的宽度为L=1m，M和P之间接入电动势为E=10V的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向与水平面的夹角为θ=37°且指向右斜上方，如图所示．试问：当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
参考答案：（1）对导体棒受力分析，受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，斜向上的安培力和向右的摩擦力，有：
在水平方向上：F摩-Fsinθ=0…①
在竖直方向上：FN+Fcosθ-mg=0…②
F=BIL=BERL…③
解①②③式得：FN=mg-BILEcosθR=8N
F摩=BILRsinθ=1.5N．
答：当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为8N，1.5N
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 如图甲所示(图见答题纸)，在周期性变化的匀强磁场区域内有一垂直于磁场的矩形金属线圈，其长为0.4m、其宽为0.5m，电阻为R=0.2Ω，当磁感应强度按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。求：
(1)前两秒内线圈中感应电流的大小；
(2)在丙图中画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向为正）；
(3)线框中感应电流的有效值。
参考答案：
（1）1A
（2）
（3）
本题解析：(1) 前两秒内感应电动势为 
? (2分)
感应电流的大小
? (1分)
(2) 第3s内的感应电流大小为
? (1分)?
如图所示(方向和大小各2分)
(3) 一个周期内，有：
? (2分)?可解得 (2分)
本题难度：一般
3、简答题 地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10-4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m，通有从东到西30A的电流，则求：
（1）地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？
（2）通电直导线如果南北方向放置，则地磁场对这根导线的作用力有多大？
参考答案：（1）匀强磁场方向为由南向北，而电流方向为从东向西．则由左手定则可得安培力的方向为竖直向下．
安培力的大小为：F=BIL=0.5×10-4×20×30N=0.03N
（2）通电直导线如果南北方向放置，则地磁场对这根导线的作用力为0．
答：（1）地磁场对这根导线的作用力有0.03N，方向竖直向下；
（2）通电直导线如果南北方向放置，则地磁场对这根导线的作用力为0．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 下面所示的四幅图中，正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是（ ）
A．
B．
C．
D．
参考答案：
A、运动电荷在磁场中平行磁场运动时，电荷不受洛伦兹力作用，故A错误；
B、运动电荷在磁场中平行磁场运动时，电荷不受洛伦兹力作用，故B错误；
C、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝里，四指指向正电荷的运动方向：向右，拇指指向洛伦兹力方向：向下．图示不符合左手定则．故C错误．
D、伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝外，四指指向正电荷的运动方向：向右，拇指指向洛伦兹力方向：向上，图示符合左手定则，故D正确．
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 电磁炮是利用电磁技术制成的一种理想武器,它的主要原理如图所示.电磁炮轨道宽2 m,长100 m,通过的电流为10 A,要把2.2g的弹体(包括金属杆的质量)加速到10 km/s,则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________ T,磁场力的最大功率P=________ W(轨道摩擦不计).
参考答案：55 T? 1.1×107 W
本题解析：在电磁炮发射炮弹的过程中,磁场力做功,增加炮弹的动能,即F·x=
mv2,而F=BIL
则
P=Fv=BIL·v=55×10×2×10×103=1.1×107 W.
本题难度：一般