时间:2017-02-28 23:48:53
1、计算题 如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R1＝3 Ω，下端接有电阻R2＝6 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求：
小题1:磁感应强度B；
小题2:杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.
参考答案：
小题1:2 T.
小题2:0.05 C
本题解析：(1)（7分）由图象知，杆自由下落距离是0.05 m，当地重力加速度g＝10 m/s2，则杆进入磁场时的速度v＝＝1 m/s
由图象知，杆进入磁场时加速度a＝－g＝－10 m/s2
由牛顿第二定律得mg－F安＝ma
回路中的电动势E＝BLv
杆中的电流I＝
R并＝
F安＝BIL＝
得B＝ ＝2 T.
(2)（4分）杆在磁场中运动产生的平均感应电动势＝
杆中的平均电流＝
通过杆的电荷量Q＝·Δt
通过R2的电荷量q＝Q＝0.05 C.
本题难度：一般
2、选择题 如图，无穷大匀强磁场垂直线圈所在平面，则下列情况能使线圈里有感应电流的是（ ）
A．线圈垂直纸面向外运动
B．线圈垂直磁场上下运动
C．线圈垂直磁场左右运动
D．线圈绕某一条边匀速转动
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数为0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为Q=2C．求：
（1）导体棒匀速运动的速度；
（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功．
（sin?37°=0.6?cos?37°=0.8?g=10m/s2）
参考答案：（1）5m/s（2）1.5J
本题解析：（1）由安培力
，
，
，
可得
导体棒匀速下滑时，由力平衡得
所以
代入数据解得v=5m/s
（2）设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S，
通过导体棒截面的电量
??
?
得到
?
所以
根据能量守恒定律，得
得
点评：对某些电磁感应问题，我们可以从能量转化的角度出发，运用能量转化和守恒定律、功能关系分析解决。
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，矩形线圈的匝数为N，面积为S，内阻为r，绕OO′轴以角速度ω做匀速转动.在它从如图所示的位置转过90°的过程中，下列说法正确的是(? )
A．通过电阻的电荷量为
B．通过电阻的电荷量为
C．外力所做的功为
D．外力所做的功为
参考答案：BD
本题解析：线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值
=N
=
，通过R的电荷量q=IΔt=
Δt=，故A项错B项对.线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值Em=NBSω,有效值E=
=
.据闭合电路的欧姆定律I=
=
,据能量守恒，外力所做的功将全部转化为电能，故
W=EIt=··
·
=,故C项错D项对.
本题难度：简单
5、选择题 一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )
A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C．沿经过地磁极的经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向由下向上
D．沿经过地磁极的经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势
参考答案：AD
本题解析：当航天飞机位于赤道上空由东向西水平飞行时，地磁场水平分量由南指北，由楞次定律可知感应电流方向由上到下，A对；当航天飞机位于赤道上空沿经过地磁极的经线由北向南水平飞行时，不切割磁感线，没有电动势产生
本题难度：一般