1、选择题  在甲、乙两图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙两种情形下导体棒ab的最终运动状态是（ ? ）

参考答案：D

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题  如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平内平行固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值RL=10Ω的小灯泡L相连，导轨区域内有竖直向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一金属棒在恒力F=0.8N力作用下匀速通过磁场．（不考虑导轨和金属棒的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触）．求：
（1）金属棒运动速度的大小；
（2）小灯泡的电功率．

参考答案：（1）由E=Bdv，I=ER，F=IBL得
? v=FRB2d2=8m/s．
? （2）根据能量定律得到：小灯泡的电功率P=Fv=6.4W．
答：（1）金属棒运动速度的大小为8m/s；
? （2）小灯泡的电功率是6.4W．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  如图，相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻，导轨所在足够长区域内加上与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T．现有电阻r=1Ω，质量m=1kg的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab以速度v=12m/s从边界MN进入磁场后．
（1）求棒ab刚进入磁场时的加速度大小；
（2）棒ab进入磁场一段距离后，速度大小变为6m/s，求从进入磁场到此时的过程中电阻R产生的焦耳热为多少；
（3）求棒ab最终停的位置．

参考答案：（1）当导体棒进入磁场切割磁感线时，导体棒受到的安培力：
F=BIL=B2L2vR+r，
由牛顿第二定律得：B2L2vR+r=ma
代入数据解得：a=4m/s2；
（2）对导体棒，由能量守恒定律得：
12mv2=12mv′2+Q，
在闭合电路中：QrQRI2rI2R=rR=12，
电路中的总热量；Q=Qr+QR，
代入数据解得：QR=36J；
（3）在导体棒运动的极短时间△t内，从t→△t时间内，多导体棒，由动量定理得：
-F△t=m△v，
安培力：F=B2L2vR+r，
则B2L2vR+r△t=m△v，
B2L2R+rv△t=m△v，
则B2L2R+r△x=m△v，
B2L2R+r△x=m△v，B2L2R+r△x=m△v，
求和，解得：B2L2R+rx=mv，
则x=mv(R+r)B2L2=36m；
答：（1）棒ab刚进入磁场时的加速度大小为4m/s2；
（2）进入磁场到此时的过程中电阻R产生的焦耳热为36J；
（3）棒ab最终停的位置距MN36m．

本题解析：

本题难度：一般

4、填空题  如图所示，有绝缘外皮的金属导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则G1表的指针______，G2表的指针______（填“偏转”或“不偏转”）．

参考答案：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流．有绝缘外皮的金属导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动时，回路中的磁通量不变化，所以G2表的指针不偏转；
G1表所在的电路与有绝缘外皮的金属导线框abcd是两个不同的电路，当abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动时，G1表所在的电路磁通量不变化，所以也没有感应电流，所以G1表的指针不偏转．
故答案为：不偏转，不偏转．

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  如图所示，一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m，左端接有R=0.2Ω的电阻，磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下，现有一导体棒ab垂直跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体ab的电阻不计，当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时．则：
（1）导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何？
（2）要维持导体棒ab向右匀速运行，作用在导体棒ab上的水平外力为多少？方向怎样？
（3）电阻R上产生的热功率为多大？

参考答案：（1）导体棒垂直切割磁感线，
产生的感应电动势大小为：E=BLv=0.8V；
由右手定则知感应电流的方向由b向a．
（2）导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为：
I=ER=0.80.2═4A，
导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.8N，
由左手定则知其方向水平向左；
导体棒ab匀速运动，所以水平拉力F′=F=0.8N，方向水平向右．
（3）电阻R上的热功率：P=I2R=4.02×0.2W=3.2W．　
答：（1）导体ab上的感应电动势的大小为0.80V，感应电流的方向为b→a．
（2）要维持ab向右匀速运行，作用在ab上的水平力为0.80N．
（3）电阻R上产生的焦耳热功率为3.2W．

本题解析：

本题难度：一般