时间:2020-08-15 23:38:52
1、选择题 如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里
的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t= 0时，对线框施加一水平拉力F，
使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t = t0，线框的ad边与磁
场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线，不计摩擦阻力。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小和感应电流方向分别为
[? ]
A、
B、
C、
D、
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 高频焊接是一种常用的焊接方法，如图12(a)所示是焊接的原理示意图．将半径r＝0.10 m的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在平面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图(b)所示．工件非焊接部分单位长度上的电阻R0＝1.0×10－3Ω·m－1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍．焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．求：
(1)0～2.0×10－2 s和2.0×10－2 s～3.0×10－2 s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大？
(2)0～2.0×10－2 s和2.0×10－2 s～3.0×10－2 s时间内环形金属工件中感应电流的大小，并在图(c)中定量画出感应电流随时间变化的i—t图象(以逆时针方向电流为正)．
(3)在t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热．
参考答案：（1）E1＝3.14 V? E2＝6.28 V（2）见解析（3）8.4×102 J
本题解析：根据法拉第电磁感应定律求出电动势。再根据闭合电路欧姆定律求出电流，画出图象。根据电流有效值定义求出电流的有效值，再利用焦耳定律求出热量。
根据法拉第电磁感应定律，在0～2.0×10－2 s内，线圈内的感应电动势为E1＝
·πr2，得E1＝3.14 V（2分）
在2.0×10－2 s～3.0×10－2 s内，线圈内的感应电动势为E2＝
·πr2解得E2＝6.28 V（2分）
(2)设环形金属工件总电阻为R，则R＝2πrR0＋9×2πrR0＝20πrR0＝6.28×10－3Ω（1分）
由闭合电路欧姆定律，在0～2.0×10－2 s内的电流为I1＝
＝500 A(电流沿逆时针方向)（1分）
在2.0×10－2 s～3.0×10－2 s内的电流为I2＝
＝1 000 A(电流沿顺时针方向)（1分）
所作i—t图象如下图所示（2分）
(3)设焊缝处的接触电阻为R1，环形金属工件中电流的有效值为I，在一个周期内I2R1T＝I
R1
＋
R1
，得I＝500 
?A（2分）,设在t＝0.10 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q，则Q＝I2R1t，而R1＝9×2πrR0＝5.65×10－3 Ω，代入解得Q＝8.4×102 J.（2分）
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中。现使ab棒突然获得一初速度V向右运动，下列说法正确的是?
A．ab做匀减速运动
B．回路中电流均匀减小
C．a点电势比b点电势低
D．安培力对ab棒做负功
参考答案：D
本题解析：据题意，物体一旦运动就会产生电动势，即
，在回路中产生电流，即：
，则导体棒将受到安培力，即：
，据牛顿第二定律有：
，由于安培力做负功，则导体棒速度减小且加速度也减小，物体做加速度减小的减速运动，故A选项错误而D选项正确；速度非均匀减小，据可知电流也非均匀减小，故B选项错误；据右手定则可知，a端电势较高，故C选项错误。
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在下图中能正确描述线框从图示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是
[? ]
A．
B．
C．
D．
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图，在一有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中：
A．进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g；
B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g；
C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g；
D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g。
参考答案：D
本题解析：分析：闭合线圈从上方下落加速穿过磁场，重力大于安培力．离开磁场时，速度增大，安培力增大．用安培力和牛顿第二定律分析解决问题．
解答：解：设闭合线圈在磁场中受到的安培力大小为F
A、进入磁场时，由牛顿第二定律，得mg-F=ma，因F＜mg，则a＜g
离开磁场时，线圈速度增大，安培力F增大，但加速运动，
若F＜mg，则a＜g即离开磁场时加速度不可能大于g．故A错误．
B、C根据A项中分析，进入磁场时加速度大于g．故B、C均错误．
D、加速穿过磁场，F＜mg，a＜g．故D正确
故选D
本题难度：一般