时间:2017-11-10 09:15:06
1、计算题 （20分）如图所示，两根相距L=1.0m的光滑平行金属导轨水平固定放置，导轨距水平地面H=0.8m，导轨的左端通过电键连接一电动势E=4.0V、内阻r=1.0Ω的电源，在距导轨上横跨一质量为m=0.5kg、有效电阻为R=1.0Ω的金属棒，整个装置处在磁感应强度为B=0.5T方向竖直向上的匀强磁场中。将电键接通后，金属棒在磁场力的作用下沿导轨向右滑动，最终滑离导轨．
求：（1）金属棒在滑动过程中的最大加速度及离开导轨后有可能达到的最大水平射程；
（2）若金属棒离开导轨后的实际水平射程仅为0.8m，则从闭合电键到金属棒离开导轨在金属棒上产生的焦耳热为多少？
参考答案：（1）
（2）
本题解析：
（1）在电键刚闭合时，回路中电流最大，金属棒加速度最大。设此时回路中电流为I，金属棒所受安培力为F，则有：
……………………………………（3分）
?……………………………………（1分）
根据牛顿第二定律
………………………………………（1分）
代入数值后得
………………（1分）
电键闭合后，金属棒在导轨上做加速度逐渐减小的加速运动，若金属棒离导轨右端较远，则金属棒有可能在达到最大速度后离开导轨平抛，这种情况下水平射程最大。设金属棒能达到的最大速度为vm，从抛出到落地所用时间为t，则：
………………………………………（2分）
………………………………………（1分）
…………………………………………（1分）
代入数值后解得…………………（1分）
（2）若金属棒实际射程为S=0.8m，则金属棒离开导轨时的速度为
……………………………………………………（1分）
设金属棒在导轨上运动时间为Δt ,此过程回路中平均电流为
，通过电量为
，则：
………………………………………………（3分）
……………………………………………………（1分）
根据能量守恒，回路中产生热量为Q，则：
……………………………………………………（2分）
根据串联电路特点，金属棒上产生的热量为：
……………………………………………………（1分）
代入数值后可解得：…………………（1分）
本题难度：一般
2、选择题 如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（?）
?
A．两棒均显磁性
B．两棒均不显磁性
C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性
D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性
参考答案：C
本题解析：由安培分子电流假说知：安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。故甲棒不显磁性，乙棒显磁性，C选项正确。
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，关于P点的磁场方向，以下判断正确的是
A．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向右
B．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向左
C．a中电流方向向纸里，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向右
D．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向左
参考答案：A
本题解析：若a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线斜向上，如图所示．
b在P处产生的磁场Bb方向垂直于连线斜向下，根据平行四边形定则进行合成，如图所示，P点的磁感应强度方向水平向右．故A正确，B错误．若a中电流方向向纸里，b中电流方向向纸外，则可得P点的磁感应强度方向水平向左．故C错误．若a、b中均向纸外，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向上．故D错误．故选：A．
考点：磁场的叠加；右手定则.
本题难度：一般
4、选择题 下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是
参考答案：B
本题解析：由安培定则可得出通电导体周围的磁场情况，注意分析其平面图形．
A、由图可知，电流方向向外，则由安培定则可知，磁感线应与图示方向相反，故A错误；
B、由安培定则可知，B正确；
C、线圈中电流由左侧流入，右侧流出，则由安培定则可知磁场方向向下，故C错误；
D、由图可知电流由上侧流入，则由右手螺旋定则可知，内部磁感线向左，故D错误；
故选B．
点评：通电导体周围的磁场方向要求我们能熟练判出，并能结合立体图和平面图进行分析．
本题难度：简单
5、其他 如图为通电螺线管纵剖面图，
和
分别表示导线中电流垂直于纸面流进和流出，试画出a、b、c、d四个位置上小磁针静止时N极的指向．
参考答案：
本题解析：
本题难度：一般