1、选择题 光滑绝缘水平面上存在竖直向下的匀强磁场B,宽度为2L,一边长为L、电阻为R、用同种材料做成的正方形线框以初速度v0从左侧冲进磁场区域,俯视图如图所示,当线框完全离开磁场时速度恰好为零。以ab边刚进入磁场时为时间和位移的零点,用v表示线框速度(以右为正方向),i表示回路中的感应电流(以逆时针方向为正,i0表示零时刻回路的感应电流),Uab表示a、b两点间的电压,Fab表示ab边所受的安培力(向左为正,F0表示零时刻ab边所受的安培力)。则关于以上四个物理量对时间t或对位移x的图象中正确的是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:CD
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图,虚线所示的范围内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,矩形线框abcd沿水平方向并自左向右匀速通过磁场.当线框通过图中①、②、③位置时,线框内的感应电流分别为i1、i2、i3,则(?)

A.i1>i3,i2=0
B.i1<i3, i2=0
C.i1=i3<i2
D.i1=i3, i2="0"
参考答案:D
本题解析:在进入磁场的过程中
,在磁场中运动时,通过线圈的磁通量未发生变化,所以感应电流为0,在线圈出磁场时,与进入时一样,所以选D。
本题难度:简单
3、简答题 电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用的材料单位长度的电阻R=0.125
Ω/m,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn="(2n-1)" r1(n为正整数且n≤7),已知r1="1.0" cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,已知该磁场的磁感应强度B的变化率为
,忽略同心导电圆环感应电流之间的相互影响.
(1)求出半径为rn的导电圆环中产生的感应电动势瞬时表达式;
(2))半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值I1m是多大?(计算中可取
="10" )
(3)若不计其他损失,所有导电圆环的总功率P是多大?
参考答案:(1)半径为rn的导电圆环中产生的感应电动势瞬时表达式为
.
(2)第一环中电流的最大值为
。
(3)所有导电圆环的总功率为
。
本题解析:(1)根据法拉第电磁感应定律,半径为rn的导电圆环中产生的感应电动势瞬时表达式为
.
(2)第一个环中的感应电动势的最大值为
,第一环的电阻
,故第一环中电流的最大值为
。
(3)第n环中感应电动势的最大值为
,第n环的电阻为
,第n环中电流的最大值为
。
第n环中电流的有效值为In =400rn,第n环中电功率为
,所有导电圆环的总功率为
。
本题难度:简单
4、简答题 如图所示,两足够长的直平行水平导轨相距
=1.0
,导轨左边连接阻值
=15
的电阻,导轨上放置着
、
两金属捧,
棒质量
=0.75kg、电阻
=10
,
棒质量
=0.25
、电阻
=10
,两金属棒与导轨垂直,两棒靠得很近,之间用长为
=4.0m的绝缘轻绳相连,整个装置置于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。从
=0开始对
棒施加水平向右的拉力
,使
棒由静止开始以
=2.0
/s2的加速度做匀加速运动,
=2.0s时撤去拉力
。已知
棒右边的导轨是光滑的,轻绳绷紧前
棒静止不动,轻绳绷紧后,两棒以相同速度运动直至停止。导轨电阻不计。求:
(1)拉力
随时间
变化的关系式;
(2)轻绳绷紧后,电阻R上产生的焦耳热;
参考答案:(1)
,
≤2.0
?(2)0.375J
本题解析:(1)B棒运动时,其速度为:
感应电动势为:
电路总电阻为:
感应电流:
金属棒
受安培力为:
对金属棒,由牛顿定律得:
ma
从而解得
随
变化的关系式为:
,
≤2.0
?(8分)
(2)2.0s内B棒发生的位移为:
,即撤去拉力
时绳恰好绷紧,
2.0s时,B棒的速度为:
绳绷紧时满足动量守恒:
绳绷紧后,AB共同切割磁感线,其内阻
所以,电阻R上产生的热等为:
(10分)
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面,一质量为m的椭圆形导体框平放在桌面上,椭圆的长轴平行磁场边界,短轴小于d。现给导体框一个初速度v0(v0垂直磁场边界),已知导体框全部在磁场中的速度为v,导体框全部出磁场后的速度为v1;导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1,导体框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q2。下列说法正确的是

A.导体框离开磁场过程中,感应电流的方向为顺时针方向
B.导体框进出磁场都是做匀变速直线运动
C.Q1 > Q2
D.Q1 + Q2=
m(v02-v12)
参考答案:ACD
本题解析:由楞次定律,.导体框离开磁场过程中,感应电流的方向为顺时针方向,选项A正确;导体框进出磁场都是做非匀变速直线运动,选项B错误;进磁场过程的速度大于出磁场时速度,进磁场产生的感应电流大于出磁场时产生的感应电流,进磁场产生的焦耳热大于出磁场产生的焦耳热,选项C正确;由能量守恒定律,Q1 + Q2=
m(v02-v12),选项D正确。
本题难度:一般