1、选择题 如图所示,平行金属导轨与水平面成
角 ,导轨和定值电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一质量为m的导体棒ab,电阻与固定电阻R1和R2阻值均相等,导体棒和导轨间的动摩擦因数为
,给导体棒一个初速度,使之沿导轨向上滑动,当速度为v时,导体棒受到的安培力为F,此时

A.电阻R1消耗的电功率为
B.电阻R2消耗的电功率为
C.整个装置摩擦生热的功率为
D.整个装置消耗的机械功率为
参考答案:BD
本题解析:设ab长度为L,磁感应强度为B,电阻均为R.电路中感应电动势
;ab中感应电流为
得到,ab所受安培力
?①
电阻
消耗的热功率
? ②由①②得,
?
根据功率公式,得:整个装置因摩擦而消耗的热功率
整个装置消耗的机械功率为
故选BD
点评:本题是常规题,关键是推导安培力与速度的关系式,再求出电阻上的功率与安培力的关系.
本题难度:一般
2、选择题 如图甲所示,电路的左侧是一个电容为C的电容器,电路的右侧是一个环形导体,环形导体所围的面积为S。在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0~t0时间内电容器( ? )

A.上极板带正电,所带电荷量为
B.上极板带正电,所带电荷量为
C.上极板带负电,所带电荷量为
D.上极板带负电,所带电荷量为
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v,在水平U型框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路电阻为R0,半圆形硬导体AB的电阻为r,其余电阻不计,则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为

A.
B.2BLV,BLV
C.BLV,2BLV
D.
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 (17分)如图(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3m.导轨左端连接R=0.6
的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场,磁场区域宽D="0.2" m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为t="0.3"
,导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度r="1.0" m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.
参考答案:
? I2="0?" I3=0.12A
本题解析:0-t1(0-0.2s)
A1产生的感应电动势:
电阻R与A2并联阻值:
所以电阻R两端电压
通过电阻R的电流:
t1-t2(0.2-0.4s)
E="0,?" I2=0
t2-t3(0.4-0.6s) 同理:I3=0.12A
本题难度:一般
5、计算题 (17分)如图17所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-
x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.
参考答案:(1)见解析 (2)0.5 T (3)1 s (4)见解析
本题解析:(1)金属棒做匀加速直线运动
R两端电压U∝I∝E∝v,U随时间均匀增大,即v随时间均匀增大.
所以加速度为恒量.
(2)F-
v=ma,将F=0.5v+0.4代入
得:(0.5-
)v+0.4=a
因为加速度为恒量,与v无关,所以a=0.4 m/s2
0.5-
=0
代入数据得:B=0.5 T.
(3)设外力F作用时间为t.x1=
at2
v0=
x2=at
x1+x2=s,所以
at2+
at=s
代入数据得0.2t2+0.8t-1=0,
解方程得t=1 s或t=-5 s(来源:www.91exam.org舍去).
(4)可能图线如下:

本题难度:一般