时间:2018-10-02 05:15:13
1、计算题 高频焊接是一种常用的焊接方法，下图是焊接的原理示意图。将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图（a）所示，t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3 Ω×m-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。
（1）求环形金属工件中感应电流的大小，在图（b）中画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向电流为正）；
（2）求环形金属工件中感应电流的有效值；
（3）求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热。
? 
参考答案：（1）
（2）I有=816A
（3）Q=1.13×103J
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和边缘效应。关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是
[? ]
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，把一块长为a、宽为b、厚为．d的矩形金属导体放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导体前、后表面垂直．当导体中通以图示方向电流I，且装置中的各物理量处于稳定状态时，用电压表测得导体上、下表面间电压为U，已知自由电子的电量为e．下列说法中正确的是（ ）
A．上表面比下表面电势高
B．导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd
C．导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb
D．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
参考答案：A、根据左手定则，知电子向上表面偏转，上表面带负电，下表面带正电，所以上表面比下表面电势低．故A错误．
B、最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：evB=eUd，解得，v=UBd．故B正确．
C、电流的微观表达式为I=nevS=nevbd，又v=UBd，联立解得n=BIeUb．故C正确．
D、n=BIeUb，则U=BIneb，单位体积内的自由电子数越多，则电压表的示数越小．故D错误．
故选BC．
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 电磁感应现象的发现奠定了无线电通讯基础
（1）发现电磁感应现象的科学家是______
A．安培B．奥斯特C．法拉第D．麦克斯韦
（2）所有的电磁波在真空中传播时具有相同的______
A．频率B．波长C．能量D．波速．
参考答案：（1）1831年8月，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．
故选：C
（2）所有的电磁波在真空中传播时的速度是相同的，频率不同，波长、能量都不同．
故选：D
故答案为：（1）C；（2）D
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一平面内，与水平面的夹角
为370，两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=1.0Ω。导轨上有一质量m=0.2kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。利用沿斜面方向外力F拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入计算机，获得电压U随时间t变化的关系如图（b）所示。g取10m/s2，
，
。
（1）证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小
（2）求第4s末外力F的瞬时功率
?
参考答案：（1）设路端电压为U，金属杆的运动速度为
，则感应电动势
电阻R两端的电压
由图乙可得
，k=0.05V/s
解得
因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度
（2）在4s末，速度
此时通过金属杆的电流
金属杆受安培力
N
设4s末外力大小为
，由牛顿第二定律:
?
故4s末时外力F的瞬时功率 
?P=2.096W
本题解析：略
本题难度：一般