时间:2017-11-10 07:44:56
1、简答题 如图甲所示，匀强磁场区域宽为2L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外．由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd边长为L，总电阻为R．在线框以垂直磁场边界的速度v，匀速通过磁场区域的过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行．求：
（1）cd边刚进入磁场时，ab中流过的电流及其两端的电压大小；
（2）在下面的乙图中，画出线框在穿过磁场的过程中，ab中电流I随线框运动位移x的变化图象，并在横纵坐标中标出相应的值．取线框刚进入磁场时x=0，电流在线框中顺时针流动方向为正．
参考答案：（1）cd进入磁场过程中，cd切割磁感线产生的感应电动势：E=BLv，
流过导线ab的感应电流：I=BLvR，
ab两端的电压：U=I×14R=14BLv；
（2）在0-L内，电流I=BLvR，由右手定则可知，电流沿逆时针方向，是负的，
在L-2L中，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流，
在2L-3L中，电流I=BLvR，由右手定则可知，电流沿顺时针方向，是正的，
图象如图所示，
答：（1）ab中流过的电流为BLvR，其两端的电压为：14BLv；
（2）图象如图所示．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 在图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是 ( )
A．a、b两个环
B．b、c两个环
C．a、c两个环
D．a、b、c三个环
参考答案：A
本题解析：当移动滑动变阻器划片时，电路中电流发生变化，故产生的磁场发生变化，a、b环中的磁通量都发生变化，c中的磁通量一直为零，所以只有a、b两个环产生感应电流，A正确。
本题难度：一般
3、选择题 如图所示的异形导线框，匀速穿过一匀强磁场区，导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是（设导线框中电流沿abcdef为正方向）（ ）
A．
B．
C．
D．
参考答案：（1）由右手定则可知，导线框进入磁场过程中，感应电流沿fedcb，电流是负的，故AB错误；
（2）导线框进入或离开磁场时，导线切割磁感线产生感应电动势，E=BLv，感应电流I=ER=BLvR，
由图示可知，进入磁场过程中，先是fe切割磁感线，L较小，感应电流较小，经过一段时间后，
切割磁感线的有效长度L等于ab边长，L变大感应电流变大；当导线框离开磁场过程中，
开始切割磁感线的有效长度L较大，感应电流I较小，然后L变大，I较大，由图象可知D正确，C错误；
故选：D
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图3-6-12所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处由静止开始释放，A、B是边界范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场，只是A的区域比B的区域离地面高一些，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直.则（ ）
图 3-6-12
A.甲先落地 B.乙先落地 C.二者同时落地 D.无法确定
参考答案：B
本题解析：先比较甲、乙线圈落地速度的大小，乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做功较多，即产生的焦耳热较多.由能量守恒定律可知，乙线圈落地速度较小.
线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为F，穿过磁场时间为Δt，下落全过程时间为t,落地时的速度为v,则全过程由动量定理得
mgt-FΔt=mv
而FΔt=BIL·Δt，I=
所以FΔt=
可见，两下落过程安培力的冲量相等.
因为v乙＜v甲，所以t乙＜t甲
即乙线圈运动时间较短，先落地.
本题难度：一般
5、简答题 某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
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参考答案：（1）bc、ad 边的运动速度v=ωl2
?感应电动势Em=4NBlv
?解得Em=2NBl2ω
（2）根据欧姆定律得
电流 Im=EmR+r
?安培力F=2NBlml
?解得F=4N2B2l3ωR+r
（3）一个周期内，通电时间 t=49T
R 上消耗的电能W=I2mRt
且W=I2RT
解得I=4NBl2ω3(R+r)
答：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小是2NBl2ω；
（2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小是4N2B2l3ωR+r；
（3）外接电阻上电流的有效值是4NBl2ω3(R+r)．
本题解析：
本题难度：一般