时间:2017-07-17 08:29:26
1、计算题 如下图所示，边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内，两者都放在光滑的水平地板上，U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R，其余两边电阻不计；U型框架NQ边的电阻为R，其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，求：
小题1:拉力为多大？
小题2:bd两端的电势差为多大？
参考答案：
小题1:
小题2:
本题解析：（1）U型框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势
（1分）
U型框连同方框构成的闭合电路的总电阻为
（1分）闭合电路的总电流为
（1分）
NQ边受到的安培力为
即拉动型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动的拉力为
（1分）
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，bd两端的电势差为：
（2分）
本题难度：一般
2、填空题 如图（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量1kg的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0＝2m/s进入匀强磁场时开始计时t＝0，此时线框中感应电动势0.8V，在t＝3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场。此过程中v-t图象如图（b）所示，那么恒力F的大小为_______ N，线框完全离开磁场的瞬间位置3速度为________ m/s。
参考答案：0.25 ；1
本题解析：1s末到3s末线框做匀加速直线运动，不受安培力，所以合外力即为恒力F，因为F=ma=
，由乙图可知在1位置和3位置物体速度相同，则受力情况完全相同，所以进入磁场和出磁场时，安培力做的功相同，所以线框完全离开磁场的瞬间位置3速度和完全进入磁场时的速度相同，均为1m/s
故答案为：0.5；1
本题难度：一般
3、选择题 关于某一闭合电路中感应电动势的大小E，下列说法中正确的是 （?）
A．E跟穿过这一闭合电路的磁通量的大小成正比
B．E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化大小成正比
C．E跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D．E跟穿过闭合电路所在处的磁感应强度的大小成正比
参考答案：Ｃ
本题解析：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有关系，AB错；由于磁通量为BS的乘积，所以D错；
点评：难度较小，熟记法拉第电磁感应定律的内容，并理解感应电动势只与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有关系
本题难度：简单
4、选择题 一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是?(? )
A．将线圈匝数增加一倍
B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍
D．适当改变线圈的取向
参考答案：CD
本题解析：根据
，可以判断出感应电流的大小与磁感应强度，匝数，半径，电阻的关系，故选CD
点评：本题难度较小，根据感应电动势大小的计算公式，根据欧姆定律计算电流大小求解
本题难度：简单
5、简答题 随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这些钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断。为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘．电梯载人时的总质量为5×103kg，所受阻力Ff=500N，金属框垂直轨道的边长Lcd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同，金属框整个回路的电阻R=9.5×10－4Ω，假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动，那么，
（1）磁场向上运动速度v0应该为多大？
（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么这些能量是由谁提供的？此时系统的效率为多少？
参考答案：（1）?13m/s?（2）?76.2％
本题解析：（1）当电梯向上用匀速运动时，金属框中感应电流大小为
?
?①（2分）
金属框所受安培力
?②（2分）
安培力大小与重力和阻力之和相等，所以
?③（2分）
由①②③式求得：v0="13m/s.?" （1分）
（2）运动时电梯向上运动的能量由磁场提供的．?（1分）
磁场提供的能量分为两部分，一部分转变为金属框的内能，另一部分克服电梯的重力和阻力做功．当电梯向上作匀速运动时，金属框中感应电流由①得：
? I =1.26×104A?（1分）
金属框中的焦耳热功率为：P1 = I2R =1.51×105W?④（1分）
而电梯的有用功率为：P2 = mgv1=5×105W?⑤（1分）
阻力的功率为：P3 = Ff v1=5×103W?⑥（1分）
从而系统的机械效率
=
％?⑦（1分）
=76.2％?⑧?（1分）
本题难度：一般