时间:2018-03-18 09:49:37
1、填空题 如图所示，平行的光滑金属导轨EF和GH相距L，处于同一竖直平面内，EG间接有阻值为R的电阻，轻质金属杆ab长为2L，紧贴导轨竖直放置．在离b端L/2处固定套有一质量为m的小球．整个装置处于与导轨平面垂直、磁感应强度为?B的匀强磁场中，当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时，球的速度为v．若导轨足够长，导轨及金属杆电阻不计，在此过程中通过电阻R的电量为______，金属杆离开导轨EF前的一瞬间，通过R的电流强度为______．
参考答案：（1）通过电阻R的电量为q=△ΦR=B?△SR=B(12L?
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 如图所示，两根相同的劲度系数为k的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上，弹簧的上端通过导线与阻值为R的电阻相连，弹簧的下端接一质量为m、长度为L、电阻为r的金属棒，金属棒始终处于宽度为d的垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中。开始时弹簧处于原长。金属棒从静止释放，其下降高度为h时达到了最大速度。已知弹簧始终在弹性限度内，且当弹簧的形变量为x时，它的弹性势能为
kx2，不计空气阻力和其他电阻，求：
(1)金属棒的最大速度是多少？
(2)这一过程中R消耗的电能是多少？ 
参考答案：解：(1)当金属棒有最大速度时，加速度为零，金属棒受向上的弹力、安培力和向下的重力作用，有
2kh＋BId＝mg
I＝
vmax＝
(2)根据能量关系得mgh－2×
－
mvmax2＝E电
又有R、r共同消耗了总电能
，ER＋Er＝E电
整理得R消耗的电能为
本题解析：
本题难度：困难
3、简答题 如图所示，水平旋转的平行金属导轨M、N间接一阻值R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m．轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了s=1.2m，刚好达到最大速度．此过程中电动机的平均输出功率为8W，最大输出功率14.4W．求：
（1）金属棒ab运动的最大速度多大？
（2）该过程中电阻R上消耗的电能．（g=10m/s2）
参考答案：（1）速度最大时，加速度为零，
则有F-μmg-BIL=0①
设最大速度为vm，
则有：F=Pmvm②
电流I=BLvmR③
把②③代入①得：B2L2Rv2m+μmgvm-Pm=0，
解得：Vm=0.8m/s
（2）根据动能定理：.P×t-μmg×s-WA=12mv2m-0
克服安培力做的功全部转化为电能，电能消耗在电阻R上，
则有：WR=W安
根据动能定理知：.Pt-μmg-W安=12mv2m-0
代入数据解得WR=13.472J
答：（1）金属棒ab运动的最大速度为0.8m/s；
（2）该过程中电阻R上消耗的电能13.472J．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．试解答以下问题．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？
参考答案：当棒的速度为v时，则有 E=BLv，I=ER，F=BIL，则安培力F=B2L2vR．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，金属棒达到稳定时做匀速运动，由平衡条件得：
F=B2L2v1R，得：v1=FRB2L2=8×222×12m/s=4m/s
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，金属棒达到稳定时水平外力大小为F=Pv2
由平衡条件得：
?Pv2=B2L2v2R，得：v2=
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是
[? ]
A．Uab＝0.1 V
B．Uab＝－0.1 V
C．Uab＝0.2 V
D．Uab＝－0.2 V
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般