1、计算题  (10分)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．

参考答案：

本题解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化
在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量
Φ1＝B0S＝B0l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为
Φ2＝Bl(l＋vt)
由Φ1＝Φ2得.

本题难度：一般

2、计算题  如图所示，两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L=0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角．导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分有n个相同的匀强磁场区域，磁场方向竖直向上，所有磁场的磁感应强度大小均为B=1T，磁场沿导轨的长度均为L=0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直，导轨的水平部分中相邻磁场区域的间距也为L．现有一质量为m=0.5kg，电阻为r=0.2Ω，边长也为L的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，释放时MN边离水平导轨的高度h=2.4m，金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分并最终停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）金属线框刚释放时MN边与ab的距离s；
（2）金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域；
（3）整个过程中金属线框内产生的焦耳热．

参考答案：（1）?
（2）2
（3）．

本题解析：（1）设金属线框刚进入磁场区域abcd的速度为v1，则线框中产生的感应电动势
?（1分）
安培力?（1分）
依题意，有：?（1分）
线框下滑距离s的过程中，根据机械能守恒定律，有：
?（2分）
联立以上各式解得：?（2分）
（2）设金属线框刚全部进入水平导轨时速度为v2，线框在倾斜轨道上运动的全过程中，根据动能定理，有：
?（2分）
解得：?（1分）
线框进入水平导轨的磁场中后由于受到安培力作用而减速直至速度减为零，线框在穿越任一磁场区域的过程中，根据动量定理，有：
，即?（2分）
又?（1分）
所以，线框在穿越每一磁场区域速度的减少量相同，且?（1分）
线框在水平导轨上穿越磁场区域的个数
?（1分）
金属框能穿越导轨水平部分中2个完整的磁场区域．?（1分）
（3）整个过程中，根据能量守恒定律，有：
金属线框内产生的焦耳热．（4分）

本题难度：一般

3、选择题  矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示，下列情况线圈中有感应电流的是（　　）
A．线圈绕ab轴转动
B．线圈垂直纸面向外平动
C．线圈沿ab轴下移
D．线圈绕cd轴转动