时间:2017-08-07 16:00:55
1、简答题 如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在统一水平面内，导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻．一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=16m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后闭合回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=3：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．
求：（1）棒在匀加速过程中，通过电阻R的电荷量q
（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2
（3）外力做的功WF．
参考答案：（1）棒匀加速运动所用时间为t，有：12at2=x，得：
t=
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ）
A．ab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高
B．ab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高
C．ab棒匀减速右滑，c、d两点中d点电势高
D．ab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高
参考答案：BD
本题解析：
本题难度：简单
3、简答题 如图（1）所示，一边长为L，质量为m，电阻为R的金属丝方框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面，磁感应强度的大小随y的变化规律为B=B0+ky，k为恒定常数，同一水平面上磁感应强度相同．现将方框以初速度v0从O点水平抛出，重力加速度为g，不计阻力．
（1）通过计算确定方框最终运动的状态；
（2）若方框下落过程中产生的电动势E与下落高度y的关系如图（2）所示，求方框下落H高度时产生的内能．
参考答案：（1）线框中各条边的电流相等，根据对称性可知线框在水平方向所受合力为0，
导线框在水平方向做匀速运动；
设线框运动ts，下落h高度，竖直方向速度为vy，
切割产生的电动势E=B下Lvy-B上Lvy ①，
磁感应强度：B=B0+ky ②，
导线框中的电流I=ER ③，
由牛顿第二定律得：mg-（B下LI-B上LI）=ma ④，
由①②③④解得，a=g-k2L4vymR，
随导线框在竖直方向受到的增加，加速度a减小，
当a=0时，导线框将做匀速直线运动，速度vym=mRgk2L4；
因此导线框在竖直方向先做变加速运动，最终做匀速直线运动，
匀速运动的速度vym=mRgk2L4；
最终方框匀速运动，速度大小为v=
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，在光滑的水平桌面上，放置一两边平行的质量为M，宽为L的足够长的“U”开金属框架，其框架平面与桌面平行．其ab部分的电阻为R，框架其它部分电阻不计．垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，且接触始终良好．cd棒通过不可伸长的细线与一个固定在O点力的显示器相连，始终处于静止状态．现在让框架由静止开始在水平恒定拉力F的作用下（F是未知数），向右做加速运动，设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．最终框架匀速运动时力的显示器的读数为2μmg．已知框架位于竖直向上足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B．求
（1）框架和棒刚运动的瞬间，框架的加速度为多大？
（2）框架最后做匀速运动时的速度多大？
参考答案：（1）对框架、cd棒受力分析如图：当框架匀速运动时，
对框架有：F=f+F安，
对棒cd有：2μmg=f+F安，
则得F=2μmg
框架和棒刚运动的瞬间，对框架，由牛顿纴第二定律得
? F-2μmg=Ma
解得 a=μmgM
（2）设框架最后做匀速运动时的速度大小为v，则感应电动势为E=BLv
回路中感应电流为 I=ER+R
对框架，由力的平衡得：F=BIL+μmg
联立以上各式得到：v=2μmgRB2L2
答：
（1）框架和棒刚运动的瞬间，框架的加速度为μmgM．
（2）框架最后做匀速运动时的速度为2μmgRB2L2．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为
| R 2 |
参考答案：当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：
E=B?2a.v=2Ba0+v2=Bav；
AB两端的电压是路端电压，根据欧姆定律得：AB两端的电压大小为：
U=12×12R14R+12RE=13Bav．
故答案为：13Bav．
本题解析：
本题难度：一般