时间:2019-03-15 17:44:35
1、简答题 如图所示，质量为m的单匝正方形线圈，其边长为L，在距底边2L的匀强磁场上方由静止开始自由下落，设线圈下落过程中线框平面始终位于纸面内且底边保持水平，当线框的底边刚进入磁场区域时，恰能在匀强磁场中做匀速运动．若磁场的磁感应强度为B，求：
（1）线圈的电阻多大？
（2）线圈进入磁场的过程中单位时间内有多少机械能转化为电能？
参考答案：（1）根据v2=2g?2L得，
? v=2
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同．金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到（ ）
A．L1，L2小电珠都发光，只是亮度不同
B．Ll，L2都不发光
C．L2发光，Ll不发光
D．Ll发光，L2不发光
参考答案：金属棒MN在轨道上向右匀速平动，由E=BLv可知，甲图产生的电动势增大，乙图产生的是恒定电动势，所以甲的原线圈n1中会出现变化的电流，乙的原线圈n1出现的是恒定电流．又根据变压器的原理可知，甲的副线圈n2产生感应电流，乙的副线圈n2没有感应电流产生，所以L1发光，L2不发光．故ABC均错误，D正确．
故选：D．
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 如图所示，光滑的金属框架abc固定在水平面内，顶角θ=53°，金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直水平面，t=0时，金属棒MN受向右的水平拉力F作用，从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动，在运动过程中MN始终垂直于bc，且与框架接触良好，框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r，框架ab边的电阻忽略不计（sin53°=0.8）
（1）求t时刻回路中的电流I；
（2）写出拉力F与杆的位移x的关系式，并类比v-t图象求位移的方法，写出拉力F做的功W与杆的位移x的关系式；
（3）求时间t内回路中产生的焦耳热Q．
参考答案：（1）金属棒的位移x=vt，
切割磁感线的有效长度：L=xtan53°=43x，
感应电动势：E=BLv=43Bvx，
回路总电阻：R=（x+43x）r=73xr，
回路电流：I=ER，
解得：I=4Bv7r；
（2）导体棒受到的安培力：FB=BIL=16B2v21rx，
由平衡条件可得，外力F=FB=BIL=16B2v21rx，
外力的功：W=12Fx=8B2v21rx2；
（3）克服安培力做功转化为焦耳热，
由能量守恒定律得：Q=W=8B2v21rx2=8B2v321rt2；
答：（1）t时刻回路中的电流I=4Bv7r；
（2）拉力F与杆的位移x的关系式为：F=16B2v21rx，拉力F做的功W与杆的位移x的关系式为W=8B2v21rx2；
（3）时间t内回路中产生的焦耳热Q=8B2v321rt2．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两导轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端．若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不计轨道与金属杆ab的电阻及空气阻力，则（ ）
A．上滑过程的时间比下滑过程长
B．金属杆ab返回到底端时速度大小仍为v0
C．上滑过程通过电阻R的电量与下滑过程一样多
D．上滑过程电流对电阻R所做的功比下滑过程多
参考答案：CD
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图（甲）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时传输到计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图象．已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5Ω，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg，杆长L=1m．实验时，先断开K，取下细线调节轨道倾角，使杆恰好能沿轨道匀速下滑．然后固定轨道，闭合K，在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让杆在悬挂物M的牵引下，从图示位置由静止开始释放，此时计算机屏幕上显示出如图（乙）所示的I-t图象（设杆在整个运动过程中与轨道垂直，且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆，导轨的电阻、细线与滑轮间的摩擦及滑轮的质量均忽略不计）．
试求：（1）t=0.2s时电阻R的热功率；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）估算0～0.4s内流过电阻R的电荷量．
参考答案：（1）由图象知t=0.2s时电路中电流 I=0.6A；
电阻R的热功率 P=I2R=0.62×0.5W=0.18W；
（2）由图知：杆达到稳定运动时的电流为 I=1.0A，
K断开时：mgsinθ=μmgcosθ，
K闭合后杆稳定运动时：Mg+mgsinθ=μmgcosθ+BIL，
解得：B=MgIL=0.1×101×1T=1T．
（3）0.4s内通过电阻R的电荷量为图线与t轴包围的面积，则图知：总格数为137，
q=137×0.04×0.04C=0.22C
答：（1）t=0.2s时电阻R的热功率为0.18W；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小为1T；（3）0～0.4s内流过电阻R的电荷量为0.22C．
本题解析：
本题难度：一般