时间:2017-08-08 07:47:15
1、选择题 如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m，PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上，半径a=0.9m的光滑金属半圆导轨处在竖直平面内，且分别在M、N处平滑相切， PQ左端与R=2Ω的电阻连接．一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直．整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，g取10m/s2．求：
（1）若金属棒以v=3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动，求该过程中棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒恰好能通过轨道最高点CD处，求棒通过CD处时棒两端的电压；
（3）设LPM=LQN=3m，若金属棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动，且棒沿半圆轨道部分运动时，回路中产生随时间按余弦规律变化的感应电流，求棒从PQ运动到CD的过程中，电路中产生的焦耳热.
参考答案：（1）1N；（2）2V（3）
J
本题解析：⑴由
得 
又
解得：F=1N
⑵在最高点CD处
得
⑶在水平轨道上， 
=3J
在半圆轨道上，感应电动势最大值
V
=
=
J
J
考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及能量守恒定律.
本题难度：困难
3、选择题 超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具．其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽都是l，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动．这时跨在两导轨间的长为L、宽也为l的金属框abcd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动．设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为Ff，则金属框的最大速度vm可表示为（ ? ）
A．(B2L2v-FfR)/(B2L2)
B．(2B2L2v-FfR)/(2B2L2)
C．(4B2L2v-FfR)/(4B2L2)
D．(2B2L2v-FfR)/(2B2L2)
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，水平旋转的平行金属导轨M、N间接一阻值R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m．轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了s=1.2m，刚好达到最大速度．此过程中电动机的平均输出功率为8W，最大输出功率14.4W．求：
（1）金属棒ab运动的最大速度多大？
（2）该过程中电阻R上消耗的电能．（g=10m/s2）
参考答案：（1）速度最大时，加速度为零，
则有F-μmg-BIL=0①
设最大速度为vm，
则有：F=Pmvm②
电流I=BLvmR③
把②③代入①得：B2L2Rv2m+μmgvm-Pm=0，
解得：Vm=0.8m/s
（2）根据动能定理：.P×t-μmg×s-WA=12mv2m-0
克服安培力做的功全部转化为电能，电能消耗在电阻R上，
则有：WR=W安
根据动能定理知：.Pt-μmg-W安=12mv2m-0
代入数据解得WR=13.472J
答：（1）金属棒ab运动的最大速度为0.8m/s；
（2）该过程中电阻R上消耗的电能13.472J．
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0Ω，所围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为：
计灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值。
（2）小灯泡消耗的电功率。
图甲
图乙
?
参考答案：（1）8.0V?（2）2.88W? (3)
本题解析：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为：T=3.14×10－2s。
所以线圈中感应电动势的最大值为：Em=2πnBmS/T="8.0V?" （2分）
?（1分）
?（2分）
?（1分）
本题难度：一般