时间:2017-11-10 08:17:21
1、计算题 如图所示，一个被x轴与曲线方程y＝0.2sin 
x(m)所围的空间中存在着匀强磁场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.2 T．正方形金属线框的边长是L＝0.2 m，电阻是R＝0.1 Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v＝10 m/s的速度水平向右匀速运动．试求：
(1)拉力F的最大功率是多少？
(2)拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？
(3)有位同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围的面积为
?m2.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量．(结果保留两位有效数字)
参考答案：(1)1.6 W (2)4.8×10－2 J (3)7.6×10－2 C
本题解析：(1)当线框的一条竖直边运动到x＝0.15 m处时，线圈的感应电动势最大．
Em＝BLv＝0.2×0.2×10 V＝0.4 V
根据欧姆定律可得最大电流为Im＝
＝4 A
所以拉力F的最大值为Fm＝ImLB＝0.16 N
拉力F最大功率为Pm＝Fmv＝0.16×10 W＝1.6 W.
(2)把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流)．
电动势的有效值是E＝
＝0.2
?V
通电时间为t＝
?s＝0.06 s
拉力做功W＝
t＝0.048 J＝4.8×10－2 J.
(3)通过线框截面的电荷量
q＝
Δt，而＝
，所以q＝
当磁场全部进入线框内部时，通过线框截面的电荷量最多，qm＝
＝
?C＝7.6×10－2 C.
本题难度：一般
2、填空题 如图所示，在匀强磁场中，水平放置两根平行金属导轨，导轨与大线圈甲相连，小线圈乙处于大线圈甲内，要使乙获得逆时针方向的持续电流，金属棒PQ在导轨上的运动情况应是向左______（填加速或减速）运动．
参考答案：金属棒PQ运动时向左运动时，由右手定则判断出来PQ电流方向由Q→P，
根据安培定则判断可知：甲产生的磁场方向是垂直纸面向里，
如果做加速运动，金属棒PQ中产生的感应电动势和感应电流增加，穿过乙的磁通量增大，
由楞次定律判断得知：线圈乙产生逆时针方向的感应电流，所以金属棒PQ在导轨上的运动情况应是向左加速运动．
故答案为：加速
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 现代汽车中有一种先进的制动机构，可保证车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动．经研究这种方法可以更有效地制动，它有一个自动检测车速的装置，用来控制车轮的转动，其原理如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，右
端有一个绕有线圈的
磁体，M是一个电流检测器．当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流．将这个电流经放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死．在齿a转过虚线位置的过程中，关于M中感应电流的说法正确的是
[? ]
A．M中的感应电流方向一直向左
B．M中的感应电流方向一直向右
C．M中先有自右向左、后有自左向右的感应电流
D．M中先有自左向右、后有自右向左的感应电流
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
[? ]
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带止电
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置从位置l开始由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，圆环面与磁场垂直，A、B为该磁场的竖直边界，位置1与位置4在同一水平高度，若不计空气阻力，则（ ）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度（即位置4）
B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流
C．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大
D．圆环最终将静止在平衡位置
参考答案：A、圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A错误．
B、当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流．故B正确．
C、整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒．离平衡位置越近速度越大，感应电流为零．故C错误．
D、在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置．故D错误．
故选B．
本题解析：
本题难度：简单