时间:2017-11-10 07:41:52
1、选择题
如图所示，下端接有电阻R的“U”形光滑金属导轨与水平面成θ角，导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场．导轨上有一个金属棒，金属棒与两导轨垂直且接触良好，在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下，金属棒沿导轨匀速上滑，则下列说法正确的是（ ）
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上，两导轨间距L=0.20cm，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经t=5.0s时
（1）通过金属杆的感应电流的大小和方向；
（2）金属杆的速度大小；
（3）外力F的瞬时功率。 
参考答案：解：（1）由图象可知，
此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）
用右手则定判断出，此时电流的方向由b指向a
（2）金属杆产生的感应电动势
因
（3）金属杆速度为v时，电压表的示数应为
由图象可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动
金属杆运动的加速度
根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有F-BIL=ma，解得F=0.20N
此时F的瞬时功率P=Fv=1.0W
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示的匀强磁场中放置有固定的金属框架，导体棒DE在框架上沿图示方向匀速直线运动，框架和棒所用金属材料相同，截面积相等，如果接触电阻忽略不计，那么在DE脱离框架前，保持一定数值的是（ ）
A．电路中磁通量的变化率
B．电路中感应电动势的大小
C．电路中感应电流的大小
D．DE杆所受的磁场力的大小
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
4、简答题 如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B，金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g，现闭合开关S，将金属棒由静止释放．
（1）判断金属棒ab中电流的方向；
（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1；
（3）当B=0.40T、L=0.50m、α=37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m．
参考答案：（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a．
（2）由能量守恒定律得：mgh=12mv2+Q，解得：Q=mgh-12mv2，
两电阻串联，通过它们的电流相等，且R2=2R1，则Q1Q2=R1R2=12，
Q1+Q2=Q，则Q1=13Q=13mgh-16mv2；
（3）设最大速度为v，切割磁感线产生的感应电动势：E=BLv
由闭合电路的欧姆定律：I=ER1+R2，
从b端向a端看，金属棒受力如图：
金属棒达到最大速度时满足：
mgsinα-BIL=0
由以上三式得：v=mgsinαB2L2（R1+R2），
由图象可知：斜率为：k=60-302=15m/s?Ω，纵截距为v0=30m/s，
得到：v0=mgsinαB2L2R1，k=mgsinB2L2，
解得：R1=2.0Ω，m=0.1kg．
答：（1）金属棒ab中的电流方向为b到a．
（2）定值电阻R1上产生的焦耳热Q1=13mgh-16mv2；
（3）定值电阻的阻值R1=2.0Ω，金属棒的质量m=0.1kg．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 空中有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域如图所示，磁场区域的高度为h．一质量为m的长方形金属线框abcd（cd边长大于h）从磁场的上方下落，已知线框的ab边在磁场区域运动的过程都是匀速运动，所用时间为t．则线框的cd边在磁场区域运动的过程（ ）
A．做匀速运动
B．所用时间比t短
C．线框产生的热量大于mgh
D．线框产生的热量等于mgh
参考答案：BC
本题解析：
本题难度：简单