1、填空题 如图所示,把一个线框从一匀强磁场中匀速拉出(线框原来全在磁场中)。第一次拉出的速率是v,第二次拉出速率是2v,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是 ,拉力功率之比是 ,拉力做功的绝对值之比 ,是安培力做功的绝对值之比是 ,线框产生的热量之比是 ,通过导线某一横截面的电量之比是 。

参考答案:1:2 1:4 1:2 1:2 1:2 1:1
本题解析:根据安培力公式
,
,
联立可得
,故两种情况下拉力之比为1:2;根据公式
可得,做功之比为1:2,所用时间之比为2:1,所以功率之比为1:4,拉力做的功全部转化为焦耳热,故焦耳热之比为1:2,根据
,故通过导线某一横街面积的电荷量相等,
考点:考查了导体切割磁感线运动,功和功率,电流的宏观表达式
本题难度:一般
2、简答题
如图甲所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距l=0.4?m,导轨平面与水平面成θ=30°角,下端通过导线连接阻值R=0.5Ω的电阻。金属棒ab阻值r=0.3?Ω,质量m=0.2kg,放在两导轨上,与导轨垂直并保持良好接触。其余部分电阻不计,整个装置处于垂直导轨平
面向上的匀强磁场中。取g=10?m/s2。
(1)若磁场是均匀增大的匀强磁场,在开始计时即t=0时刻磁感应强度B0=2.0T,为保持金属棒静止,作用在金属棒上平行斜面向上的外力F随时间t变化的规律如图乙所示,求磁感应强度B随时间t变化的关系。
(2)若磁场是磁感应强度大小恒为B1的匀强磁场,通过额定功率P =10W的小电动机对金属棒施加平行斜面向上的牵引力,使其从静止开始沿导轨做匀加速度直线运动,经过
?s电动机达到额定功率,此后电动机功率保持不变,金属棒运动的v—t图象如图丙所示。试求磁感应强度B1的大小和小电动机刚达到额定功率时金属棒的速度v1的大小?
?
参考答案:(1)2 N?(2)1T ; 4m/s
本题解析:(1)由于磁场均匀增大,所以金属棒中的电流I大小保持不变,安培力F安方向沿斜面向下,设任意时刻t磁感应强度为B,金属棒静止,合外力为零,则

由图乙可知在任意时刻t外力F = (2+t)N
在t=0时刻有
?
F0="2" N
(2)由图丙可知,金属棒运动的最大速度vm=5?m/s,此时金属棒所受合力为零,设金属棒此时所受拉力大小为Fm,流过棒中的电流为Im,则
P=Fmvm…
Fm-mgsinθ-B1Iml =0
Em= B1lvm

即
-mgsinθ-
=0
解得 B1=1T
小电动机刚达到额定功率时,设金属棒所受拉力大小为F1,加速度大小为a,运动的速度大小为v1,流过金属棒的电流为I1,根据牛顿第二定律得
P=F1v1
v2=at…
F1-mgsinθ-B1I1l =ma…
E1= B1lv1

即
-mgsinθ-
?=
……
解得v1= 4m/s
本题难度:一般
3、选择题 如图所示的4种情况中,磁场的磁感应强度都是B,导体的长度l和运动速度v的大小都相同.产生感应电动势最小的是(?)
参考答案:C
本题解析:在这4种情况中,只由C项中导线速度方向不和磁感线方向垂直,故C项中的导线产生的感应电动势最小.
本题难度:简单
4、选择题 光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接有阻值为R的定值电阻。阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。从t = 0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F,由静止开始沿导轨向上运动,运动中棒始终与导轨垂直,且接触良好,通过R的感应电流随时间t变化的图象如图2所示。

下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量
、磁通量的变化率
、棒两端的电势差
和通过棒的电荷量q随时间变化的图象,其中正确的是

参考答案:B
本题解析:回路中的感应电动势为:
,感应电流:
,由图可知I=kt,即
,故有:
,所以图象B对;由于产生的感应电动势是逐渐增大的,而A图描述磁通量与时间关系中斜率不变,产生的感应电动势不变,故AC错误;通过导体棒的电量为:Q=It=kt2,故Q-t图象为双曲线,并非过原点的直线,故D错误.
本题难度:简单
5、计算题 (10分)如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求:

(1)磁感应强度的大小;
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
参考答案:(1)
(2) 
本题解析:
(1)设小灯泡的额定电流为
,有P=
R①
由题意在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN中电流为
I=2
②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mg=BLI③
联立①②③式得
B=
④
(2)设灯泡正常发光时,导体棒的速率为v,由电磁感应定律与欧姆定律得E=BLv⑤
E=R
⑥
联立①②④⑤⑥式得v=
。
本题难度:一般