1、选择题 一环形线圈放在匀强磁场中,设第1 s内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示,若磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示,那么第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是(?)

A.大小恒定,顺时针方向
B.大小恒定,逆时针方向
C.逐渐增加,逆时针方向
D.逐渐减小,顺时针方向
参考答案:B
本题解析:根据题意和B-t图象可知,垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向.由B-t图象可知,在第2 s内正方向磁感应强度B是均匀增大的.根据楞次定律可知,感应电流方向是逆时针方向,因线圈中感应电动势
是恒定的,环形线圈中的感应电流大小是恒定的.
本题难度:简单
2、简答题 如图,足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场,金属杆ab与导轨垂直且接触良好,导轨右端通过电阻与平行金属板AB连接.已知导轨相距为L;磁场磁感应强度为B;R1、R2和ab杆的电阻值均为r,其余电阻不计;板间距为d、板长为4d;重力加速度为g,不计空气阻力.
如果ab杆以某一速度向左匀速运动时,沿两板中心线水平射入质量为m、带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出;如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,该微粒将射到B板距左端为d的C处.
(1)求ab杆匀速运动的速度大小v;
(2)求微粒水平射入两板时的速度大小v0;
(3)如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出,试讨论ab杆向左匀速运动的速度范围.

参考答案:(1)带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出,此时电场力与重力平衡,设场强为E,则:
mg=Eq①
此时平行板间电压为;
U=Ed②
导体棒感应电动势为:E感=BLv
由电路欧姆定律得:U=13E感③
联立以上可得:v=3mgdBLq④
(2)ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,平行板间带电粒子所受合力方向向下,大小为;
F=Eq+mg=2mg⑤
粒子做类平抛运动,可知加速度为:
a=2g⑥
打到板的时间为t,则:
d2=12at2⑦
d=v0t⑧
联立解得:v0=
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图,MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨,其阻值可以忽略不计,轨道间距L=0.6m.匀强磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度B=1.0×10-2T,金属杆ab垂直于导轨放置与导轨接触良好,ab杆在导轨间部分的电阻r=1.0Ω,在导轨的左侧连接有电阻R1、R2,阻值分别为R1=3.0Ω,R2=6.0Ω,ab杆在外力作用下以v=5.0m/s的速度向右匀速运动.
(1)ab杆哪端的电势高?
(2)求通过ab杆的电流I
(3)求电阻R1上每分钟产生的热量Q.

参考答案:(1)根据右手定则可知:ab中产生的感应电流方向为b→a,因杆相当于电源,电流从负极流向正极,则a端的电势高;
(2)杆切割产生的感应电动势:E=BLv=1×10-2×0.6×5V=0.03V;
由电路可知,电阻R1、R2,并联后,再与杆电阻串联,则总电阻为:R=3×63+6Ω+1Ω=3Ω
根据闭合电路欧姆定律,则有感应电流大小:I=ER=0.033A=0.01A;
(3)因电阻R1、R2,并联,且R1=3.0Ω,R2=6.0Ω,由于电流与电阻成反比,则流过电阻R1上为:
I1=1150A;
根据焦耳定律,则有:Q=I12R1t=11502×3×60J=8×10-3J
答:(1)ab杆的a端的电势高;
(2)通过ab杆的电流为0.01A;
(3)电阻R1上每分钟产生的热量为8×10-3J.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为l,且l>d,线框电阻的大小为r,以恒定的速度v通过磁场区域,从线框刚进入到完全离开磁场的这段时间内,下列说法正确的是

A.bc边刚进入磁场和ad边刚进入磁场时产生的感应电流的方向是相反的
B.维持线框匀速通过磁场全过程中都要施加恒力
C.在整个过程中电阻产生的热量
D.线框中没有感应电流的时间是
参考答案:AD
本题解析:进入时产生的感应电动势为Blv,导体棒受到的安培力为
,由于匀速进入磁场,所以刚开始进入外力F即为
。但是由于L>d,说明完全进入后,在外力就要等于零,所以B错。根据右手定则,可以判断,bc进入与bc边出去时切割磁感线产生的感应电流方向相反,所以A正确。线框进入时产生的热量为克服安培力做功即
,出磁场也以该速度出磁场,所以整个过程
,所以C错。根据刚才分析线框中没有感应电流的时间是
,所以D正确
点评:难度中等,此类题型考察切割磁感线这类问题常见的公式以及相关分析,例如所受安培力、安培力做功等
本题难度:简单
5、填空题 电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l、ad=h、质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图所示。若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦耳热是____________。(不考虑空气阻力)

参考答案:2mgh
本题解析:
本题难度:一般