时间:2019-06-26 05:03:56
1、选择题 如图所示(俯视图),在光滑的水平面上,宽为的区域内存在一匀强磁场,磁场方向垂直水平面向下。水平面内有一不可形变的粗细均匀的等边三角形闭合导体线框CDE(由同种材料制成),边长为
。t=0时刻,E点处于磁场边界,CD边与磁场边界平行。在外力F的作用下线框沿垂直于磁场区域边界的方向匀速穿过磁场区域。从E点进入磁场到CD边恰好离开磁场的过程中,线框中感应电流I(以逆时针方向的感应电流为正)、外力F(水平向右为正方向)随时间变化的图象(图象中的
,曲线均为抛物线)可能正确的有
参考答案:BD
本题解析:根据楞次定律可知,线框进入磁场时产生逆时针电流,且线框的有郊切割长度在增大,电流增大,B正确,A错;设导体线框的电阻为R,DE、CE与的平分线间的夹角都为
,线框匀速运动的速度为
,则
,F与
成正比,D正确,C错。
考点:本题考查电磁感应规律的综合应用
本题难度:一般
2、简答题
(1)除R以外,其余部分的电阻均不计,求R的阻值;
(2)当棒的位移为100 m时,其速度已经达到10 m/s,求此过程中电阻上产生的热量。
参考答案:(1)
(2)Q=20J。
本题解析:(1)由图象可知,导体棒刚运动时加速度,
设它受到的摩擦力为f,由牛顿运动定律得
解得f="0.2" N
导体棒匀速运动时,由力的平衡得
且
解得
(2)根据能量守恒得
解得Q=20J。
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
参考答案:A
本题解析:相同的线框在匀强磁场中以不同的转轴转动会产生交流电,由于它们的角速度相同,线框面积相同,则它们的产生的最大值相同,所以它们的有效值也相同.再由安培力公式借助于电流来比较大小.
A、由于它们的角速度相同,线框面积相同,则它们的产生的最大值相同,所以它们的有效值也相同,因此线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流,故A正确;
B、由于它们的角速度相同,线框面积相同,则它们的产生的最大值相同,所以它们的有效值也相同,因此线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势,故B错误;
C、相同的线框在匀强磁场中以不同的转轴转动会产生交流电,所以它们的方向变化的,故C错误;
D、由于它们的角速度相同,线框面积相同,则它们的产生的最大值相同,所以它们的有效值也相同,因此线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流,而安培力F=BIL,则有线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc边受到的,故D错误;
故选:A
点评:相同的线框虽然转轴不同,但它们的最大值、有效值、平均值及周期、频率、角速度均相同,因此线框的转动与转轴无关.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下。当导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上。若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,
求:
(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;
(2)导体棒EF上升的最大高度.
参考答案:(1)?(2)
本题解析:(1)根据右手定则EF向上切割磁感线产生电流方向为E到F,由左手定则知MN受安培力F沿导轨向下,当EF刚上滑时,MN受安培力最大,摩擦力也最大,受力分析如图所示,
对导体棒EF切割磁感线知:
E=BLv0?①?
由闭合电路欧姆定律知:
I=?②
对导体棒MN,由平衡条件得:
mgsinθ+F=Ff?③
由①②③得导体棒MN受最大摩擦力Ff=
(2)导体棒EF上升过程中,根据能量守恒定律知:
解得导体棒EF能上升的最大高度h=
本题难度:一般
5、选择题 感应电动势大小(?)
A.跟穿过电路的磁通量成正比
B.跟穿过电路的磁通量变化量成正比
C.跟穿过电路的磁通量变化率成正比
D.跟穿过这一电路的磁感应强度成正比
参考答案:C
本题解析:由磁生电的现象叫电磁感应现象,由电生磁的现象叫电流的磁效应.只有当线圈的磁通量发生变化时,才会有感应电流出现,而感应电流的大小则是由法拉第电磁感应定律来得.
穿过电路的磁通量越大,根据公式,不能得出磁通量的变化率越大,所以感应电动势不一定越大.故A错误;根据公式
可得磁通量变化越快,感应电动势一定越大,C正确,B错误,感应电动势的大小和磁场强度无关,D错误,
点评:感应电动势却由磁通量的变化率决定,与磁通量大小及磁通量变化大小均无关.
本题难度:一般