时间:2019-05-21 03:59:16
1、选择题 如图所示，金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，磁感强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的电功率增大到4P，可采取的方法是（ ）
A．使MN的质量增大到原来的2倍
B．使磁感强度B增大到原来的2倍
C．使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍
D．使电阻R的阻值减到原来的一半
参考答案：A
本题解析：当金属棒做匀速直线运动时，金属棒消耗的功率最大，此时有：mg=
.
A、当MN的质量增大到原来的2倍，则v增大到原来的2倍，根据能量守恒定律，电阻R上消耗的功率等于重力的功率，P=mgv知，则使R消耗的电功率增大到4P。故A正确。
B、使磁感强度B增大到原来的2倍，则速度变为原来的
，根据P=mgv知，电功率变为原来的。故B错误。
C、使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍。则速度变为原来的，根据P=mgv知，电功率变为原来的。故C错误。
D、使电阻R的阻值减到原来的一半，则速度变为原来的
，根据P=mgv知，电功率变为原来的。故D错误。
故选A。
本题难度：一般
2、简答题 如图所示，矩形线框的质量m=0.016kg，长L=0.5m，宽d=0.1m，电阻R=0.1Ω．从离磁场区域高h1=5m处自由下落，刚入匀强磁场时，由于磁场力作用，线框正好作匀速运动．
（1）求磁场的磁感应强度；
（2）如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s，求磁场区域的高度h2．
参考答案：（1）线框做自由落体运动过程，则有v=
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直，金属线圈所围的面积S=200 cm2，匝数n=1 000，线圈电阻r=1.0 Ω。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R=4.0Ω。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：
(1)在t=2.0s时刻，通过电阻R的感应电流大小；
(2)在t=5.0 s时刻，电阻R消耗的电功率；
(3)0～6.0 s内整个闭合电路中产生的热量。
参考答案：解：(1)根据法拉第电磁感应定律，0～4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流
t1=2.0s时的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流
解得I1=0.2 A
(2)由图象可知，在4.0～6.0s时间内，线圈中产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律，t2=5.0 s时闭合回路中的感应电流
电阻消耗的电功率P2=I22R=2.56 W
(3)根据焦耳定律，0～4.0s内闭合电路中产生的热量
4.0～6.0s内闭合电路中产生的热量
0～6.0s内闭合电路中产生的热量Q=Q1+Q2=7.2 J
本题解析：
本题难度：困难
4、选择题 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径C始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是?
[? ]
A．感应电流方向不变?
B．CD段直线始终不受安培力?
C．感应电动势最大值E＝Bav?
D．感应电动势平均值
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图各情况中，电阻R=0．lΩ，运动导线的长度都为l=0.05m，作匀速运动的速度都为v=10m/s．除电阻R外，其余各部分电阻均不计．匀强磁场的磁感强度B=0.3T．试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向．
参考答案：根据法拉第电磁感应定律得，每个金属棒上的产生的感应电动势：E=BLv=0.3×0.05×10V=0.15V
（a）由于两根金属棒产生的电动势的方向相同，电动势并联，电路中的总电动势为0，所以电流是0；
（b）由于两根金属棒产生的电动势的方向左侧向上，右侧向下，电动势串联，电路中的总电动势为2×0.15=0.30V，所以电流是Ib=0.300.1A=3A，方向从左向右；
（c）R，R并联，电阻两端的电压都是0.15V，所以电流都是：Ic=ER=0.150.1A=1.5A，方向从上向下；
（d）R与R并联后与金属棒的电阻串联，则电路中的总电阻：r总=12R+R=32R=32×0.1Ω=0.15Ω
流过金属棒的电流：I=Er总=0.150.15A=1A
由于两个电子阻值相同，所以：Id=12I=0.5A方向都是从上向下．
答：四个图中的电流分别是：a：0；b：3A，从左向右；c：1.5A，从上向下；d：0.5A，从上向下．
本题解析：
本题难度：一般