1、计算题  如图所示，abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U形金属滑轨，bc连接电阻R，其他部分电阻不计，ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀金属棒，一匀强磁场B垂直滑轨面。金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M的重物，若重物从静止开始下落，假定滑轮无质量，且金属棒在运动中均保持与bc边平行，忽略所有摩擦力，则：
（1）当金属棒做匀速运动时，其速度是多少（忽略bc边对金属棒的作用力）？
（2）若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量。

参考答案：解：（1）解析视重物M与金属棒m为一系统，使系统运动状态改变的力只有重物受到的重力与金属棒受到的安培力，由于系统在开始一段时间里处于加速运动状态，由此产生的安培力是变化的，安培力做功属于变力做功，系统的运动情况分析可以用如下关系表示：
?
当a=0时，有Mg－F安=0，得v=
（2）题设情况涉及的能量转化过程可用如下关系表示：

显然应有
得

本题解析：

本题难度：困难

2、填空题  如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab=10cm，ad=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180°的过程中，感应电动势的平均值为___________V；当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为___________V。

参考答案：0.2，0.2π （0.628）

本题解析：

本题难度：一般

3、计算题  如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距L为1m，电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m＝0.2 kg、电阻r＝1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触，导轨的上端有阻值为R＝3Ω的灯泡。金属杆从静止下落，当下落高度为h＝4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g＝10m/s2。求：

（1）灯泡的额定功率；
（2）金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量；
（3）金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能．

参考答案：（1）12 W（2）1 C（3）1.2 J

本题解析：（1）灯泡保持正常发光时，金属杆做匀速运动mg＝BIL（1分）
得灯泡正常发光时的电流I＝（1分）
则额定功率P＝I2P＝12 W    （2分）
（2）平均电动势＝，平均电流  （1分）
则电荷量q=Δt=="1" C                   （2分）
（3）E＝I(R＋r)＝BLv                                        （1分）
得金属杆匀速时的速度为v＝8 m/s                          （1分）
由能量守恒有：mgh＝mv2＋W电                                         （1分）
得回路中消耗的总的电能W电＝1.6 J                        （1分）
则灯泡所消耗的电能WR＝W电＝1.2 J     &来源:91考试网 www.91eXam.org#160;              （1分）
考点：考查了导体切割磁感线运动，电功率

本题难度：一般

4、简答题  如图所示，光滑的金属框架abc固定在水平面内，顶角θ=53°，金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直水平面，t=0时，金属棒MN受向右的水平拉力F作用，从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动，在运动过程中MN始终垂直于bc，且与框架接触良好，框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r，框架ab边的电阻忽略不计（sin53°=0.8）
（1）求t时刻回路中的电流I；
（2）写出拉力F与杆的位移x的关系式，并类比v-t图象求位移的方法，写出拉力F做的功W与杆的位移x的关系式；
（3）求时间t内回路中产生的焦耳热Q．

参考答案：（1）金属棒的位移x=vt，
切割磁感线的有效长度：L=xtan53°=43x，
感应电动势：E=BLv=43Bvx，
回路总电阻：R=（x+43x）r=73xr，
回路电流：I=ER，
解得：I=4Bv7r；
（2）导体棒受到的安培力：FB=BIL=16B2v21rx，
由平衡条件可得，外力F=FB=BIL=16B2v21rx，
外力的功：W=12Fx=8B2v21rx2；
（3）克服安培力做功转化为焦耳热，
由能量守恒定律得：Q=W=8B2v21rx2=8B2v321rt2；
答：（1）t时刻回路中的电流I=4Bv7r；
（2）拉力F与杆的位移x的关系式为：F=16B2v21rx，拉力F做的功W与杆的位移x的关系式为W=8B2v21rx2；
（3）时间t内回路中产生的焦耳热Q=8B2v321rt2．

本题解析：

本题难度：一般

5、选择题  三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列 i— t图象中正确的是

参考答案：B

本题解析：根据“增反减同”，可知第一秒线框内产生垂直纸面向外的磁场，则感应电流方向为逆时针（负电流）排除AC选项，第二秒框内产生垂直纸面向里的磁场，则感应电流方向为顺时针（正电流）排除D选项，故应该选B

本题难度：简单