时间:2017-08-09 08:10:41
1、计算题 如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)
(1)求线圈匀速上升的速度；
(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？
(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？
参考答案：(1)10m/s? (2)0.4J? (3)0.2J
本题解析：(1)设绳子的拉力为F，
对砝码：
对线框：
?
代入数据得：
(2)
.
(3)由能量转化守恒定律得：
.
点评：电磁感应现象中，导体克服安培力做多少功，就有多少机械能等其他形式的能转化为电能．
本题难度：一般
2、计算题 （18分）如图为某同学设计的速度选择装置，两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成θ角，上端接滑动变阻器R，匀强磁场B0垂直导轨平面向上，金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。滑动变阻器R两端连接水平放置的平行金属板，极板间距为d，板长为2d，匀强磁场B垂直纸面向内。粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子，粒子的质量为m0，电荷量为q，ab棒的电阻为r，滑动变阻器的最大阻值为2r，其余部分电阻不计，不计粒子重力。
（1）（7分）ab棒静止未释放时，某种粒子恰好打在上极板中点P上，判断该粒子带何种电荷？该粒子的速度多大？
（2）（5分）调节变阻器使R=0.5r，然后释放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）（6分）当ab棒释放后达到最大速度时，若变阻器在r≤R≤2r范围调节，总有粒子能匀速穿过平行金属板，求这些粒子的速度范围？
参考答案：（1）
?（2）
（3）
本题解析：
（1）（7分）
由左手定则可知：该粒子带正电荷。 （1分）
粒子在磁场中做圆周运动，设半径为r，速度为v0
几何关系有：
?（2分）
得：
（1分）
粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律：
?（2分）
得：
?（1分）
（2）（5分）ab棒达到最大速度时做匀速运动：
①（2分）
?
对回路，由闭合电路欧姆定律：
②（2分）
由①②得：（1分）
（3）（6分）当ab棒达到最大速度时，设变阻器接入电路电阻为R，电压为U
由①式得：
对变阻器，由欧姆定律：
? ③?（1分）
极板电压也为U，粒子匀速运动：
? ④?（2分）
由①③④得：
（1分）
因R为：
，故粒子的速度范围为：（2分）
带电粒子在磁场中的偏转，根据先找圆心后求半径的步骤求解，借助几何关系求得半径即可，导体棒达到最大速度时，重力沿斜面向下的分力等于安培力，由F=BIL，I=BLV/R可求得导体棒速度，由闭合电路的欧姆定律可求得电容器两极板的电压，由此可求得粒子速度表达式
本题难度：一般
3、实验题 如图12－13所示，两块水平放置的金属板间距为d，用导线与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀磁场B中．两板间有一个质量为m、电量为＋q的微粒，恰好处于静止状态，则线圈中磁场B的变化情况是正在_________；其磁通量的变化率为____________．
参考答案：减小；
本题解析：由于带电粒子恰好处于静止状态，所以有电场力与重力平衡．而两板间的电势差与线圈产生的感应电动势相等．带电粒子受到一个向上的电场力和向下的重力，所以下板电势高．由楞次定律可以判断出线圈的磁通量在减少，故磁感应强度B在减小．
由平衡条件得：
?所以
?而
?得
?
根据法拉第电磁感应定律得：
?
本题难度：一般
4、选择题 下列家用电器利用电磁感应原理工作的是
A．电饭煲
B．电磁炉
C．电烙铁
D．热水器
参考答案：B
本题解析：下列家用电器利用电磁感应原理工作的是电磁炉，电饭煲、电烙铁、热水器利用了焦耳热，故选B
点评：本题难度较小，理解物理原理，对日常电器要有所了解
本题难度：简单
5、选择题 如图6所示，边长为L的正方形闭合线框，在磁感强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴，以角速度ω匀速转动，转轴与B垂直，线圈总电阻为R，导线电阻不计，下列说法中正确的是：
A．伏特表示数为BL2ω/8
B．伏特表示数为
BL2ω/8
C．线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R
D．线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R
参考答案：BC
本题解析：略
本题难度：简单