时间:2017-08-05 16:57:04
1、简答题 如图（甲）所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道，M4P、N4Q为相同半径，平行放置的竖直半圆形金属轨道，M4、N4为切点，P、Q为半圆轨道的最高点，轨道间距L=1.0m，圆轨道半径r=0.32m，整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻．M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ，两区域宽度?d=0.5m，两区域之间的距离s=1.0m；区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1，变化规律如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域Ⅱ内分布着匀强磁?场B2，方向竖直向上．两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为μ=0.2，M3N3右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑．质量m=0.1kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下，从M2N2处由静止开始运动，到达M3N3处撤去恒力F，CD棒匀速地穿过匀强磁场区，恰好通过半圆形轨道的最高点PQ处．若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g取10m/s2?求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q．
参考答案：（1）CD棒在PQ处：mg=mv2pr-----------①
设CD棒在匀强磁场区速度为v，则12mv2=mg?2r+12mv2p----------②
CD棒在恒力F作用下Fs-μmgs=12mv2----③
由①②③得：F=1.0N----④
（2）棒在直轨道上运动，产生感应电流时间t1=2sv--------⑤
感应电动势E1=△?△t=△B1Ld△t------⑥
I=E1R+R0---⑦
QE=I2Rt1------⑧
由⑤⑥⑦⑧得?QE=0.01J-------⑨
答：（1）水平恒力F的大小1.0N；
（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量0.01J．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 风速仪的简易装置如图甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v1，时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2＞v1，则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是（ ）
A．Im变大，T变小
B．Im变大，T不变
C．Im变小，E变小
D．Im不变，E变大
参考答案：根据EM=NBSω，可知当转速变大时，则最大感应电动势也变大，所以感应电流也变大；
根据转速与周期成反比，可知，当转速变大时，则周期变小．故A正确，BCD错误．
故选A．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进人磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力?F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：
（1）电流为零时金属杆所处的位置
（2）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系．
参考答案：（1）感应电动势E=Blv，感应电流?I=ER
∴I=0时，v=0
此时，x=v202a=1（m）
（2）初始时刻，金属直杆切割磁感线速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大Im=Blv0R
开始时?v=v0，f=BIml=B2l2v0R
F+f=ma F=ma-f=ma-B2l2v0R
所以当v0＜maRB2l2=10?m/s?时，F＞0，方向与x轴正方向相反
当v0＞maRB2l2=10?m/s?时，F＜0，方向与x轴正方向相同．
答：（1）电流为零时金属杆所处的位置为x=1m．
（2）当v0＜maRB2l2=10 m/s 时，F＞0，方向与x轴正方向相反
当v0＞maRB2l2=10 m/s 时，F＜0，方向与x轴正方向相同．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，在光滑的水平桌面上（xoy平面内）有一长为L的金属矩形线框abcd。有一垂直于xOy平面的磁场，磁场的左边界为x=x0、右边界为x=L，磁场的磁感应强度的大小只随x值而变化。初始时线框的bc边与y轴重合，现从静止开始用恒定的拉力拉着线框沿x轴正方向运动，如果线框bc边通过磁场区域的这段时间内，线框始终做匀加速直线运动，则图乙中在x0≤x≤L（其中x0=L/4）范围内磁感应强度大小B随x值变化关系图最接近实际的是
[? ]
A、
B、
C、
D、
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面里．金属棒AC与导轨垂直且接触良好．现将导轨接上电阻R，导轨和金属棒的电阻忽略不计，则金属棒AC由静止释放后（ ）
A．电流方向沿棒由C指向A
B．金属棒所受安培力的最大值与其重力大小相等
C．在金属棒加速下落的过程中，金属棒减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量
D．金属棒达到稳定速度后的下落过程中，金属棒的机械能守恒
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单