时间:2017-08-07 16:00:55
1、填空题 在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上．双绞线并联后的电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2Hz．如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m，电流计的最大值I=3mA．
（1）磁感应强度的数学表达式B=______．（用R，I，L，f，h等已知量表示）试估算地磁场的磁感应强度的数量级______T．
（2）将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数______．
参考答案：（1）根据闭合电路欧姆定律得：E=IR
线圈在匀强磁场中产生的最大电动势为：E=BSω
又：ω=2πf，S≈hL
联立以上各式解得：B=IR2πLhf
代入数据解得：B=5×10-5 T，数量级为10-5 T．
（2）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，绳与磁场平行，不切割磁感线，没有感应电流产生，电流计的读数为0．
故答案为：
（1）IR2πLhf，10-5
（2）I=0
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则
[? ]
参考答案：A
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属圆环在竖直线OO′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直．若悬点摩擦和空气阻力均不计，则（ ）
A．金属环进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反
B．金属环进入磁场区域后越靠近OO′线时速度越大，而且产生的感应电流越大
C．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小
D．金属环在摆动过程中，机械能将完全转化为环中的电能
参考答案：AC
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，求此过程中：
（1）感应电流方向
（2）感应电动势最大值
（3）感应电动势平均值．
参考答案：（1）在线圈进入磁场时，有效长度为进入磁场部分的上下两端的连线，由右手定则可知感应电流方向D→C；
（2）当切割有效长度最大时，由图可知最大长度为半径a，故感应电动势最大值E=Bav；
（3）由法拉第电磁感应定律可知，E=△?△t=πa2B2×2av=Bπav4；
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则（ ）
A．小球带负电
B．小球运动的轨迹是一条抛物线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
参考答案：BD
本题解析：
本题难度：简单