时间:2017-08-08 08:17:08
1、选择题 如图甲所示，一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放，且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上。在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中，取线圈dc边刚进磁场时t一0，则描述其运动情况的图线可能是图乙中的 （ ）
参考答案：ABC
本题解析：略
本题难度：一般
2、计算题 两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R=10Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑（金属棒a b与导轨间的摩擦不计）。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑高度h=3m时，速度恰好达到最大值。求此过程中 （g=10m/s2）
（1）金属棒达到的最大速度
（2）电阻中产生的热量。
参考答案：（1）v =5m/s（2） 1.75J
本题解析：当金属棒速度恰好达到最大速度时，受力分析，则 mgsinθ=F安
解得 F安=0.5N 2分
据法拉第电磁感应定律： E=BLv 1分
据闭合电路欧姆定律： I= 1分
又 F安=BIL 1分
由以上各式解得最大速度v =5m/s 1分
下滑过程据动能定理得： mgh－W = mv2 2分
解得 W="1.75J" ， 2分
∴此过程中电阻中产生的热量 Q=W=1.75J 2分
本题难度：一般
3、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，从MN位置开始计时，棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是：
参考答案：A
本题解析：当金属棒运动到MN时，无磁场，故感应电动势为0，当再运动到磁场左边界进入磁场后，棒切割磁感线，故棒中产生感应电动势，由于速度不变，棒的长度不变，磁场也不变，所以感应电动势不变，待棒出磁场后，感应电动势又变为0，故电动E随时间的变化图像是A。
考点：感应电动势大小的判断。
本题难度：一般
4、计算题 如图甲所示，足够长的光滑U形导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，其宽度L =1m，所在平面与水平面的夹角为
=53o，上端连接一个阻值为R＝0.40 Ω的电阻．今有一质量为m＝0.0５ kg、有效电阻为r＝0.30 Ω的金属杆ab沿框架由静止下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，其沿着导轨的下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g＝10 m/s2
（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）金属杆ab在开始运动的1.5 s内，，通过电阻R的电荷量；
（3）金属棒ab在开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量。
参考答案： （1）0.2T；（2）2C；（3）0.9J
本题解析：
试题分析:⑴由x-t图象求得t=1.5s时金属棒的速度为v=
7m/s
匀速时，对金属杆：mg sin=B2L2v/(R+r)
故：B= 0.2T
⑵电荷量为q=
=
=2C
⑶设电路中产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律得:
mg sinx-Q=
mvm2 代入解得Q=1.575J
故：QR=
Q=0.9J
考点： 法拉第电磁感应定律
本题难度：一般
5、计算题 （12分）如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，导轨平面与水平方向夹角θ=30°。轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=0.2kg，杆长L=1m跨接在两导轨上。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，闭合开关s，让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好。此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的，I-t图像（g取10m/s2），求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率；
（2）估算0~1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热；
（3）若在2.0s时刻断开开关S，请定性分析金属杆MN 0~4.0s末的运动情况；并在图（c）中定性画出金属杆MN 0~4.0s末的速度随时间的变化图像。
参考答案：（1）B=0.625T；1.21W；（2）1.29C（1.26C~1.35C格均正确）；1.2J（1.152J~1.296J均正确）；（3）图像如图所示。
本题解析：（1）由I-t图像可知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A，
杆受力平衡：mgsinθ=BIL （1分）
解得
（1分）
由图可知，当t=0.5s时，I=1.10A；
P=I2R=1.102×1.0W=1.21W （1分）
（2）1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知：
总格数为129格（126~135格均正确）
q=129×0.1×0.1C=1.29C（1.26C~1.35C格均正确） （1分）
由图知：1.2s末杆的电流I=1.50A （1分）
∵
∴
（1分）
∵
∴
（3.024m~3.24m均正确）（1分）
∵
（1分）
∴
=
（1.728J~1.944J均正确）（1分）
（1.152J~1.296J均正确）（1分）
（3）由图像分析，金属杆在1.6s内随着位移的变大，做加速度逐渐变小的速度变大的直线运动；1.6s~2.0s内随着位移的变大，做匀速直线运动；2.0s时刻断开电键，2.0s~4.0s金属杆做匀加速直线运动，其加速度为a=5m/s2。（1分）图像（1分）
考点：安培力、平衡力、牛顿第二定律，能量守恒定律，电磁感应定律的计算。
本题难度：困难