时间:2019-06-26 03:53:17
1、计算题 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，且都与导轨始终有良好接触。已知两金属棒质量均为m=0.02kg，电阻相等且不可忽略。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而金属棒cd恰好能够保持静止。取g=10m／s
，求：
（1）通过金属棒cd的电流大小、方向；
（2）金属棒ab受到的力F大小；
（3）若金属棒cd的发热功率为0.1W，金属棒ab的速度。
参考答案：(1) I=1A?电流方向由d至c? (2) F=0.2N? (3)? v="2m/s"
本题解析：（1）金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止，正交分解后平行导轨方向有F
=mgsin30°金属棒cd受到的安培力F
=BIL
代入数据，解得I=1A
根据楞次定律可知，金属棒?cd中的电流方向由d至c
（2）金属棒ab与cd受到的安培力大小相等：F
=F
对金属棒ab，由共点力平衡有F=mgsin30°+F
代入数据解得F=0.2N?
（3）金属棒发热功率P=I2R
金属棒ab匀速运动的速度大小为v时，其产生的感应电动势E=BLv?
由闭合电路欧姆定律知I=
?
代入数据解得v=2m/s
本题难度：一般
2、简答题 质量为m、带电荷量为+q的绝缘小球,穿在半径为r的光滑圆形轨道上,轨道平面水平.空间有分布均匀且随时间变化的磁场,磁场方向竖直向上,如图甲所示.磁感应强度B(t)的变化规律如图乙所示.
(1)若圆环由金属材料制成,求圆环上感应电动势E的大小;
(2)若圆环由绝缘材料制成,已知在t<T内,圆环处的感应电场的场强方向是沿顺时针并指向圆环的切线方向、大小为E′=
,t=0时刻小球静止.求t>T时,轨道对小球的作用力F的大小(小球重力不计).
参考答案：(1)t<T时,E=πr2B0/T? t≥T时,E=0
(2)F=q2rB02/4m
本题解析：(1)由法拉第电磁感应定律
E=n
=nS
有E=S
t<T时,=
,S=πr2
故E=πr2B0/T
t≥T时,=0,故E=0.
(2)在t<T时,小球在圆环切线上的运动可等效为匀加速直线运动,则T时刻小球的速度为v1,由动量定理有
qE′T=mv1,E′=,v1=
T=
.
又由牛顿第二定律有：
qvB-F=m
,F=
.
本题难度：简单
3、选择题 如图所示，一通电螺线管放在闭合金属线圈内，螺线管的中轴线正好和线圈的一条直径MN重合，若要使线圈中产生顺时针方向的感应电流，可采用的方法是（ ? ）
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 在电磁感应现象中，下列说法正确的是（?）
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势就越大
C．闭合线圈在磁场内做切割磁感线运动，线圈内一定会产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流
参考答案：D
本题解析：只有闭合电路的一部分导体切割磁感线时才会产生感应电流，A错；线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小没有关系，B错；如果整个闭合线圈在磁场内切割磁感线，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，C错；
本题难度：简单
5、选择题 在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪些运动时，线圈中能产生感应电流
A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B．线圈沿自身所在的平面做加速运动
C．线圈绕任意一条直径做转动
D．线圈沿着磁场方向向上移动
参考答案：C
本题解析：据E=nΔφ/Δt，当线圈沿自身所在平面做匀速运动或者加速运动时，穿过线圈的磁通量都不变化，线圈中没有感应电动势，也就没有感应电流产生，所以A、B选项错误；当线圈绕任意一条直径做转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电动势产生，即产生感应电流，所以C选项正确；当线圈沿着磁场方向向上移动时，穿过线圈的磁通量也不发生变化，也没有感应电动势产生，也就没有感应电流，所以D选项错误。
本题难度：一般