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1、简答题 如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体ab的电阻不计,当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时.则:
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何?
(2)要维持导体棒ab向右匀速运行,作用在导体棒ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率为多大?

参考答案:(1)导体棒垂直切割磁感线,
产生的感应电动势大小为:E=BLv=0.8V;
由右手定则知感应电流的方向由b向a.
(2)导体棒ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为:
I=ER=0.80.2═4A,
导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.8N,
由左手定则知其方向水平向左;
导体棒ab匀速运动,所以水平拉力F′=F=0.8N,方向水平向右.
(3)电阻R上的热功率:P=I2R=4.02×0.2W=3.2W.
答:(1)导体ab上的感应电动势的大小为0.80V,感应电流的方向为b→a.
(2)要维持ab向右匀速运行,作用在ab上的水平力为0.80N.
(3)电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求

(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。
参考答案:(1)
?(2)
?(3)0.45m
本题解析:(1)a、b最终稳定后共速

m/s
(2)a、b相碰后设速度分别是
?
?

解得:
?
所以碰后b的速度为
(3)a刚下滑至水平轨道时的速度为
有?
到到b碰前有?
其中
代入得 
所以? H=0.45m
本题难度:一般
3、选择题 在磁场中某处磁感应强度B,可由B=F/IL求出,由此可知磁感应强度B
A.随通电直导线所受磁场力增大而增大;
B.随通电直导线中电流强度增大而减小;
C.随通电直导线长度增大而减小;
D.不随导线长度通过电流强度和通电直导线所受磁场力的变化而变化.
参考答案:D
本题解析:磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量,磁场强弱是由磁场本身决定的,与是否放入通电直导线,通电导线中电流强弱,以及通电直导线受磁场力等外界条件无关.B=F/IL,只表示几个物理量在一定条件的数量关系,而无决定关系.选项D是正确的.
本题难度:简单
4、简答题 有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间平放一系列线圈,请探究。
(1)当列车运行时,通过线圈的磁通量会不会发生变化?
(2)列车的速度越快,通过线圈的磁通量变化越快吗?
(3)为了测量列车通过某一位置的速度,有人在磁悬浮列车所经过的位置安装了电流测量记录仪,(测量记录仪未画出)为图所示,记录仪把线圈中产生的电流记录下来。假设磁铁的磁感应强度在线圈中为B,线圈的匝数为n,磁体宽度与线圈宽度相同,且都很小,为
,线圈总电阻为R(包括引线电阻),你能否根据记录仪显示的电流I,求出列车所经过位置的速度。
参考答案:(1)当列车运行时,通过线圈的磁通了会发生变化。
(2)列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快。
(3)能。
。
本题解析:(1)当列车运行时,通过线圈的磁通了会发生变化。
(2)列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快。
(3)能。
根据法拉策电磁感应定律,当列车经过记录仪所在位置时,小线圈中所产生的感应电动势
,则
。
本题难度:简单
5、选择题 下列给出的科技应用中,不属于应用电磁感应现象的是( )
A.电磁起重机
B.家用电磁炉
C.动圈式话筒
D.高频感应炉
参考答案:A、电磁起重机的主要部件是电磁铁,是利用电流的磁效应工作的,不属于电磁感应现象,符合题意;
B、家用电磁炉是利用电磁感应现象工作的,不符合题意;
C、动圈式话筒是利用电流磁效应工作的,不符合题意;
D、高频感应炉是利用电流磁效应工作的,不符合题意;
故选A.
本题解析:
本题难度:简单