时间:2019-06-28 05:31:16
1、简答题 如图所示，宽度为L=0.40m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=2.0Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T．一根质量为m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=0.50m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率；
（3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个运动过程中电阻R上产生的热量．
参考答案：（1）感应电动势：E=BLv=0.40×0.40×0.5V=8.0×10-2V，
感应电流为：I=ER=8.0×10-22.0A=4.0×10-2A，
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡：
F=FB=BIL=0.40×4.0×10-2×0.4N=6.4×10-3N，
拉力的功率为：P=Fv=6.4×10-3×0.50W=3.2×10-3W；
（3）导体棒移动35cm的时间为：t=xv=0.5m0.5m/s=1.0s，
根据焦耳定律：Q1=I2Rt=0.042×2.0×1.0J=3.2×10-3J，
由能量守恒定律得：Q2=12mv2=12×0.1×0.502J=1.25×10-2J，
电阻R上产生的热量：Q=Q1+Q2=3.2×10-3+1.25×10-2J=1.57×10-2J；
答：（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小是4.0×10-2A；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小是6.4×10-3N，拉力的功率是3.2×10-3W；
（3）整个运动过程中电阻R上产生的热量为1.57×10-2J．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，蹄形磁铁和闭合线圈abcd在同一竖直平面内，且都能绕它们公共的竖直中心轴旋转；在外力作用下使磁铁逆时针旋转（从上向下看），则线圈abcd（从上向下看）将（?）
A．不动
B．顺时针旋转
C．逆时针旋转
D．无法判断
参考答案：C
本题解析：磁场转动时，线框切割磁感线，产生感应电动势，电流中产生电流，使线框受到安培力。根据左手定则可以判断出安培力的方向志磁铁转动方向相同，所以线框也逆时针转动。
本题难度：简单
3、计算题 20．(15分)如图所示，一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器，垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场，磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动，求：
（1）电阻R消耗的电功率；
（2）电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。
参考答案：（1）
?由左手定则得，磁场方向垂直于纸面向外?
（2）
（3）该离子射出磁场的位置在Q点的左侧
本题解析：（1）CD棒切割磁感线产生的感应电动势?E=BLv?①（2分）
CD棒与电阻R回路的电流?
?②（2分）
电阻R的电功率?P=I2R?③（2分）
由①②③解得 
?④（1分）
（2）电容器两端的电压?U="IR?" ⑤（2分）
电容器两极板的电量?Q="CU?" ⑥（2分）
由①②⑤⑥解得?
?⑦（2分）
根据右手定则，上极板带正电?（2分）
本题难度：一般
4、选择题 一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为
[? ]
A.1/2
B.1
C.2
D.4
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内。外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef，则
[? ]
参考答案：BD
本题解析：
本题难度：一般