时间:2017-08-07 15:12:29
1、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
2、简答题 如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢．在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN．缓冲车的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B．导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L．假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计．
（1）求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小；
（2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？
（3）若缓冲车以某一速度
| n2B2L2 mR |
参考答案：（1）缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0，线圈中产生的感应电动势最大，则有Em=nBLv0．
（2）由法拉第电磁感应定律得
E=n△Φ△t，其中△Φ=BL2．
由欧姆定律得 .I=ER
又.I=qt
代入整理得：此过程线圈abcd中通过的电量q=nBL2R．
由功能关系得：线圈产生的焦耳热为Q=12mv20
（3）若缓冲车以某一速度v′0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v′0，线圈中产生的感应电动势 E=nBLv′0，
线圈中感应电流为 I=ER
线圈ab边受到的安培力F=nBIL
依题意有F=Fm．解得，v′0=FmRn2B2L2
由题意知，v=v′0-n2B2L2mRx，
当v=0时，解得x=FmmR2n4B4L4
答：
（1）滑块K的线圈中最大感应电动势的大小是nBLv0；
（2）若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零，则此过程线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是nBL2R和12mv20．
（3）缓冲车与障碍物C碰撞前，导轨右端与滑块K的cd边距离至少为FmmR2n4B4L4．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图(a)所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图(b)所示，则以下说法正确的是
[? ]
A.在时间0~5 s内，I的最大值为0.1A
B.在第4s时刻，I的方向为逆时针方向
C.前2s内，通过线圈某截面的总电量为0.01C
D.第3s内，线圈的发热功率最大
参考答案：BC
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 一个边长为a=1m的正方形线圈，总电阻为R=2Ω，当线圈以v=2m/s的速度通过磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b＞1m，如图所示，求：
（1）线圈进入磁场过程中感应电流的大小；
（2）线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热．
参考答案：（1）感应电动势E=BLv，
感应电流I=BLvR=0.5×1×22=0.5A；
（2）线圈进入磁场的时间t=av=12=0.5s，
则线圈离开磁场的时间也等于0.5s，
线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热：
Q=I2R?2t=0.52×2×2×0.5=0.5J；
答：（1）线圈进入磁场过程中感应电流的大小为0.5A；
（2）线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热为0.5J．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成60°角放置，当金属以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，电阻R中的电流大小为________，方向为________。（填从上到下，或从下到上）（不计轨道与棒的电阻）
参考答案：
；从上到下
本题解析：
本题难度：一般