1、简答题 如图(1)所示的螺线管横截面积为S,匝数为N、电阻为r,螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图(2)所示.求0至t0时间内:
(1)通过金属丝的感应电流大小和方向.
(2)金属丝中感应电流产生的焦耳热量.
(3)金属丝辐射出的光子数.(设金属丝产生的热量全部以频率为γ的红外线辐射出来、普朗克常数为h)
参考答案:
(1)设0至t0时间内回路中的感应电动势为E,感应电流为I,由法拉第电磁感应定律:
E=N△?△t?①
又?△?△t=△B△tS=2B0t0S?②
根据欧姆定律,有:I=E2r+r?③
联立①②③得:I=2NB0S3t0r?④
根据楞次定律判断,金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b.⑤
(2)由焦耳定律及④,金属丝上产生的热量为:
Q=I22rt0=8N2B20S29rt0?⑥
(3)设发射出的光子数为n,根据爱因斯坦的光子说,这些光子的能量为:
E=nhυ?⑦
依题意:Q=E?⑧
联立⑥⑦⑧可得:n=8N2B20S29rt0hv?⑨
答:(1)通过金属丝的感应电流大小2NB0S3t0r和方向为由a经金属丝到b.
(2)金属丝中感应电流产生的焦耳热量8N2B20S29rt0.
(3)金属丝辐射出的光子数n=8N2B20S29rt0hv.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 A、B两个闭合电路,穿过A电路的磁通量由0增加到3×103Wb,穿过B电路的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb.则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是( )
A.EA>EB
B.EA=EB
C.EA<EB
D.无法确定
参考答案:根据法拉第电磁感应定律得
? 感应电动势E=△φ△t
A、B两个闭合电路,穿过电路的磁通量变化需要的时间不清楚,所以两个电路中产生的感应电动势大小关系无法确定.
故选D.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L,左端连一电阻R,右端连一电容器C,其余电阻不计。长为2L的导体棒ab与从图中实线位置开始,以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速转动,转90°的过程中,通过电阻R的电荷量为多少?

参考答案:
+2BL2Cω
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,则

A.ε=πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.ε=2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C.ε=πfl2B,且a点电势高于b点电势
D.ε=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
参考答案:A
本题解析:根据右手定则磁感线穿掌心,拇指指导体运动方向,则四指指高电势,可知a点电势低于b点电势,产生的感应电动势
,故选A
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,A是长直密绕通电螺线管,小线圈B与电流表连接,并沿A的轴线Ox,从O点自左向右匀速穿过螺线管A。下图中能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
Easy and success are fellows. 从容与成功是伙伴。