1、简答题  将导体放在沿x方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向的电流时，在导体的上下两侧面间会出现电势差，这个现象称为霍尔效应．利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度．
磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U．求：
（1）导体上、下侧面那个电势较高？
（2）磁场的磁感应强度是多少？

参考答案：（1）根据左手定则知，电子向下侧偏转，则导体下表面电势较低，上侧电势高．
（2）自由电子做定向移动，视为匀速运动，速度设为v，有I=nea2v
电子受电场力和洛伦兹力平衡，有eUa=Bev
解得B=neaUI．
答：（1）上侧电势高．
（2）磁场的磁感应强度是neaUI．

本题解析：

本题难度：一般

2、计算题  （12分）足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙，与水平面之间的夹角为α，间距为L。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B，MP间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，其他电阻不计。如图所示，用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab，使金属杆由静止开始运动，杆运动的最大速度为vm，t s末金属杆的速度为v1，，前t s内金属杆的位移为x，（重力加速度为g）求：

（1）金属杆速度为v1时加速度的大小；
（2）整个系统在前t s内产生的热量。

参考答案：（1）（2）

本题解析：金属杆运动过程中，沿斜面方向有自身重力沿斜面向下的分力，沿斜面向下的拉力F，沿斜面向上的摩擦力f和安培力BIL， 当杆运动的速度为时，为匀速运动


得到
当杆的速度为 v1 时，有

解得?
（2）t s 末金属杆的速度为 v1，前 t s 内金属杆的位移为 x 。
安培力做功全部转化为电能发热，根据动能定理有
所以焦耳热
摩擦生热
整个系统在前t s内产生的热量

本题难度：一般

3、计算题  （12分）如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一个压敏电阻元件，其阻值与其两端所加电压成正比，即R=kU，式中k为已知的常数．框架上有一质量为m，离地高为h的金属棒，金属棒与框架始终接触良好无摩擦，且保持水平，磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于框架平面向里．今将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动，不计金属棒电阻，重力加速度为g．试求：

（1）金属棒运动过程中，流过棒的电流大小和方向；
（2）金属棒落到地面时的速度大小；
（3）金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量．

参考答案：（1）（从a→b）（2）（3）

本题解析：（1）流过电阻R的电流大小为?（2分）
电流方向水平向右（从a→b）?（1分）
（2）在运动过程中金属棒受到的安培力为?（1分）?
对金属棒运用牛顿第二定律，?（1分）?
得：恒定，金属棒作匀加速直线运动 （2分）?
由，得：?（1分）?
（3）设金属棒经过时间t落地，由：?得：（2分）
所求电量：（2分）
点评：本题难度中等，特别注意的是压敏电阻的阻值是变化的，由电压与电阻的关系可知流过电阻R的电流恒定不变，因此导体棒的加速度不变，与常规题思路刚好相反

本题难度：一般

4、计算题  如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦。

(1)重物匀速下降的速度V的大小是多少？
(2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。
(3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热

参考答案：(1)? (2)? (3)

本题解析：重物匀速下降时，金属杆匀速上升，合力为零．由F=BIL、、E=BLv，结合平衡条件求出重物匀速下降的速度v，再根据v的表达式，分析v-M图象的斜率，结合图象求出斜率，即可得到B1和B2的比值．M从静止到匀速的过程中下降高度h的过程中，M的重力势能减小转化为m的重力势能、系统的动能和内能，可根据能量守恒定律求解R上产生的焦耳热．
金属杆达到匀速运动时，受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA．
则：F=FA+mg?①
其中 F=Mg?②
又对金属杆有：安培力FA=BIL，感应电流，感应电动势E=BLv，
则?③
由①②③得 。
(2) 由第一题结果及题意可得v-M的函数关系式为
结合图线可知，斜率?
所以

因此
（3）由能量关系，在这个过程中R上产生的焦耳热为

将v代入可得：

本题难度：一般

5、选择题  在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（y轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿y轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿z轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g。一质量为m、带电量为+q的带电微粒从原点以速度v出发。关于它在这一空间的运动的说法正确的是

[? ]

参考答案：D

本题解析：

本题难度：一般