时间:2019-06-23 21:24:31
1、选择题 如图所示，在光滑水平面的分界线MN的右侧空间存在一个范围足够大的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，MN左侧有一个矩形导线框abcd，线框在水平恒力F作用下向右运动并进入MN右边的磁场区域，设ad、bc两边进入磁场的时刻分别为t1、t2，ad边始终与分界线MN平行，线框进入磁场过程中形状不变，则下列四个图象可能反映线框向右运动过程中速度V随时间t变化的规律的是（ ）
A．
B．
C．
D．
参考答案：线框进入磁场前做匀加速直线运动，加速度为 a=Fm．
A、ad边进入磁场后可能安培力与恒力F二力平衡，做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a=Fm的匀加速直线运动，故A正确．
B、ad边进入磁场后，可能安培力小于恒力F，线框做加速运动，由FA=B2L2vR知，速度增大，安培力增大，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a=Fm的匀加速直线运动，故B正确．
C、D、ad边进入磁场后，可能安培力大于恒力F，线框做减速运动，由FA=B2L2vR知，速度减小，安培力减小，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小．当加速度减至零后做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a=Fm的匀加速直线运动，故C错误，D正确．
故选：ABD．
本题解析：
本题难度：简单
2、简答题 如图，两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内，导轨间距l=0.2m，在导轨的
一端接有阻值R=3Ω的电阻，在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场，磁感强度B=0.5T．一质
量m=0.1kg，电阻r=2Ω的金属棒垂直搁在导轨上，并以v0=20m/s的初速度进入磁场，在水平拉
力F的作用下作持续的匀变速直线运动，加速度大小a=2m/s2、方向与初速度方向相反．棒与导轨
接触良好，其余电阻均不计．求：
（1）第一次电流为零时金属棒所处的位置；
（2）电流为最大值的一半时拉力F的大小及其功率；
（3）金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中，电阻R上产生的热量为1.6J，求该过程中拉力F所做的功．
参考答案：（1）由E=BLv，I=ER=BLvR，可知
若I=0，则v=0?
故第一次电流为零时金属棒通过的位移为x=v202a=2022×2m=100m?
（2）金属棒刚开始运动时，回路中电流最大，最大电流为 Im=BLv0R
若I=12Im，则速度v=v02=10m/s
则金属棒所受的安培力为 FA=BIL=B2L2vR=B2L2v02R
可知FA=0.02N?
讨论：①若棒向左运动，有
? F1+FA=ma，
故F1=0.18N，功率P1=F1v=1.8W．
②若棒向右运动，有
? F2-FA=ma，
故F2=0.22N，功率P2=F2v=2.2W．
（3）设金属棒克服安培力做功为WA，拉力做功为WF．
金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中，电阻R上产生的热量为QR=1.6J，金属棒产生的热量为Qr=rRQR，则回路中产生的总热量为Q=QR+Qr=R+rRQR=83J
根据功能关系知，回路中产生的焦耳热等于金属棒克服安培力做功．则得WA=Q=83J
由动能定理得：WF-WA=0-12mv20
解得，WF≈-17.3J
答：（1）第一次电流为零时金属棒所处的位置距O点100m；
（2）电流为最大值的一半时拉力F的大小为0.18N，其功率为1.8W或0.22N，2.2W．
（3）该过程中拉力F所做的功为-17.3J．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t=0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的（ ? ）
A．
B．
C．
D．
参考答案：AD
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，其余电阻均不计．如图所示，两板间有一个质量为m、电量q的带正电的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是
[? ]
A．磁感应强度B竖直向上且正在增强，
B．磁感应强度B竖直向下且正在增强，
C．磁感应强度B竖直向上且正在减弱，
D．磁感应强度B竖直向下且正在减弱，
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是（ ）
A．铜环在下落过程中的机械能守恒
B．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
C．铜环的机械能先减小后增大
D．铜环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单