时间:2020-08-09 23:11:15
1、选择题 如图所示.导线足够长当导线中通有恒定电流I时,以下做法中,线框(abcd)中没有感应电流产生的是(? )
A．线框上下移动
B．线框左右移动
C．线框以cb边为轴转动
D．线框以ad边为轴转动
参考答案：A
本题解析：通过线圈的磁通量发生变化时，则线框abcd中就会产生感应电流。
A、当线框上下移动时，通过线框的磁通量没有变化，所以没有感应电动势，也没有感应电流；正确
B、当线框左右移动，由于距通电导线的远近不同导致磁场的强弱变化，所以使得穿过线框的磁通量变化，从而产生感应电流；错误
C、当线框以cb边为轴转动，穿过线框的磁通量发生变化，所以有感应电流；错误
D、当线框以ad边为轴转动，穿过线框的磁通量发生变化，所以有感应电流；错误
故选A
点评：使穿过线框的磁通量发生的变化原因可能有，磁场变化导致磁通量变化、面积变化导致磁通量变化、磁场与面积均变化导致磁通量变化、、磁场与面积均不变，而是放置的角度变化导致磁通量变化。
本题难度：简单
2、计算题 如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距L为1m，电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m＝0.2 kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触，导轨的上端有阻值为R＝3Ω的灯泡。金属杆从静止下落，当下落高度为h＝4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g＝10m/s2。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量；
（3）金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能．
参考答案：（1）12 W（2）1 C（3）1.2 J
本题解析：（1）灯泡保持正常发光时，金属杆做匀速运动mg＝BIL（1分）
得灯泡正常发光时的电流I＝
（1分）
则额定功率P＝I2P＝12 W （2分）
（2）平均电动势
＝
，平均电流
（1分）
则电荷量q=
Δt=
="1" C （2分）
（3）E＝I(R＋r)＝BLv （1分）
得金属杆匀速时的速度为v＝8 m/s （1分）
由能量守恒有：mgh＝
mv2＋W电 （1分）
得回路中消耗的总的电能W电＝1.6 J （1分）
则灯泡所消耗的电能WR＝
W电＝1.2 J （1分）
考点：考查了导体切割磁感线运动，电功率
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为边长短的细导线）．两线圈的下边距磁场上界面高度相同，同由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，运动时间分别为t1、t2?在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2．不计空气阻力，则（ ）
A．v1＜v2，Q1＜Q2，t1＞t2
B．v1＞v2，Q1＜Q2，t1＜t2
C．v1=v2，Q1＞Q2，t1＞t2
D．v1=v2，Q1＜Q2，t1=t2
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 如图所示，光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L=1 m，与水平夹角为θ=30°，导轨上端用导线CE连接（导轨和连接线电阻不计），导轨处在磁感应强度为B=0.1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一根电阻为R=1 Ω的金属棒MN两端有导电小轮搁在两导轨上，棒上有吸水装置P。取沿导轨向下为x轴正方向，坐标原点在CE中点。开始时棒处在x=0位置（即与CE重合），棒的起始质量不计。当棒自静止起下滑时，便开始吸水，质量逐渐增大，设棒质量的增大与位移x的平方根成正比，即
，k为一常数，
。
(1)猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动，并加以证明；
(2)求金属棒下滑2m位移时速度为多大？
参考答案：解：(1)由于棒从静止开始运动，因此首先可以确定棒开始阶段做加速运动，如图所示，棒在下滑过程中沿导轨方向有向下的重力分力mgsinθ和向上的安培力F。由于m随位移x增大而增大，所以mgsinθ是一个变力；而安培力与速度有关，也随位移增大而增大。如果两个力的差值恒定，即合外力是恒力的话，棒有可能做匀加速运动，不妨假设棒做的是匀加速运动，且设下滑位移x时的加速度为ai
安培力
所以
根据牛顿第二定律，有mgsinθ-F=mai
有
假设棒做匀加速运动，则瞬时速度
由于
，代入后得到
消去
后得到
从上述方程可以看出ai的解是一个定值，与位移x无关，这表明前面的假设成立，棒的运动确实是匀加速运动
(2)将题目给出的数据代入得到
化简有
令
，则上式可写作
解得y=2.17，即a=y2=4.71 m/s2
根据匀变速运动规律
本题解析：
本题难度：困难
5、计算题 有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2。图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷
端和
端接电流传感器，电流传感器记录的
图象如图3所示（I为已知量），取
边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻
。不计线圈转动轴处的摩擦
（1）求线圈在图2所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷和哪个接电源正极；
（2）求闭合电路的总电阻
和外力做功的平均功率
；
（3）为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议。
参考答案：（1）M端是电源正极；（2）
；
（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增加线圈面积；变成多组线圈
本题解析：（1）
?（2分）
?（1分）
?（2分）
根据右手定则，M端是电源正极 （1分）
（2）电流：
?（2分）?（2分）
线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期?（2分）
外力平均功率 
?（2分）?（2分）
（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增加线圈面积；变成多组线圈等?（6分）（答对一条2分）
本题难度：一般