时间:2017-07-27 13:06:56
1、计算题 (20分)如图所示，水平地面上方高为h=7.25m的区域内存在匀强磁场，ef为磁场的上水平边界。边长L=l.0m，质量m=0.5kg，电阻R=2.0Ω的正方形线框abcd从磁场上方某处自由释放，线框穿过磁场掉在地面上。线框在整个运动过程中始终处于竖直平面内，且ab边保持水平。以线框释放的时刻为计时起点，磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象，已知线框ab边进入磁场刚好能匀速运动，g取10m/s2。求：
（1）线框进入磁场时匀速运动的速度v；
（2）线框从释放到落地的时间t；
（3）线框从释放到落地的整个过程中产生的焦耳热。
参考答案：（1）10m/s（2）1.6s（3）
本题解析：（1）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，
所以线框abcd受力平衡mg=FA? (1分)
ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E="Blv" ?(1分)
形成的感应电流
?(1分)
受到的安培力
?(1分)
mg=
?(2分)
代入数据解得v=10m/s?(1分)
（2）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到落地，仍做匀加速直线运动。
进磁场前线框的运动时间为
?(1分)
进磁场过程中匀速运动时间
?(1分)
线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为g=10m/s2
解得：t3=0.5s?(2分)
因此ab边由静止开始运动到落地用的时间为t=t1+t2+t3=1.6s?(2分)
（3）线框匀速进磁场的过程中产生的焦耳热为
进入磁场后的感生电动势为：
?(2分)
?(2分)
整个运动过程产生的焦耳热?(3分)
本题考查的是电磁感应定律和和力学综合的应用问题，根据安培定律和电磁感应定律，利用受力平衡条件即可计算出匀速运动的速度；综合匀速和匀变速运动规律计算出落地时间；根据功能关系可以计算出产生的焦耳热；
本题难度：一般
2、选择题 如图10所示，竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则? ( )
A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
参考答案：AC
本题解析：线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情况比较复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比较当运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：上升过程中克服安培力做功多；上升过程时间短，故正确选项为A、C.
本题难度：简单
3、选择题 如图所示，导体棒
两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷分别与两导线c、d相接，c、d两导线的端点分别接在匝数比n1:n2=10：1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒长为L(电阻不计)，绕与?平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO"以角速度ω匀速转动.如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则
A．变阻器上消耗的功率为P =10I2R
B．变压器原线圈两端的电压U1 =10IR
C．取在环的最低端时t =0，则棒ab中感应电流的表达式是
=
Isinωt
D．沿环转动过程中受到的最大安培力F =BIL
参考答案：D
本题解析：由
得副线圈中的电流为：
,变压器消耗的功率为：
,A错误；原副线圈的功率相等，有
,所以
,B错误；取在环的最低端时t =0，则棒ab中感应电流的表达式应为=Icosωt,C错误，导体棒中的最大电流为I，受到的安培力为F =BIL，D正确。
本题难度：一般
4、选择题 下列各图中的各条形磁铁均相同，当条形磁铁以图示方式穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是
参考答案：D
本题解析：
试题分析: 由法拉第电磁感应定律得：
，可得运动的速度越大，所用时间越小、磁通量变化最大则产生感应电动势越大。速度最大的是CD，而C的磁通量为零，D的磁通量是AB的两倍，故D中产生的感应电动势最大。故ABC错误， D正确；
本题难度：简单
5、选择题 如图所示，将一线圈放在一匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的是（ ）
A．当线圈绕N边转动
B．当线圈绕M边转动
C．当线圈做垂直于磁感线的平行运动
D．当线圈做平行于磁感线的运动
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般