1、填空题 如图(1)所示,截面积S=0.2m2,n=100匝的圆形线圈A处在磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的图象如图(2)所示,t=0时刻,电键K闭合。已知R1=4W,滑动变阻器R2的最大电阻为6W,线圈内阻不计,在滑动片移动的过程中,线圈A中的感应电流的最大值为___________A,滑动变阻器R2的最大功率为________________W。


参考答案:0.1;0.01
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R,边长为l,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流I的正方向,外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过线框横截面的电荷量为q,其中P-t图像为抛物线,则这些量随时间变化的关系正确的是


参考答案:C
本题解析:线框切割磁感线,则有运动速度v=at,产生感应电动势E=BLv,所以产生感应电流
?,故A错误;对线框受力分析,由牛顿第二定律,则有
?解得:
,所以B错误;由功率表达式,
,所以C正确;由电量表达式,则有
?,所以D错误;
故选:C
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,电阻为r的矩形线圈面积为S,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度
匀速转动.t=0时刻线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表.则:(?)

A.滑片P下滑时,电压表的读数不变
B.图示位置线圈中的感应电动势最大
C.线圈从图示位置转过1800的过程中,流过电阻R的电荷量为
D.1s内流过R的电流方向改变
次
参考答案:CD
本题解析:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式交变电流,感应电动势最大值为Em=nBSω,线圈在磁场中匀速转动时产生的感应电动势最大值不变,有效值不变.滑片P下滑时,R增大,据闭合电路欧姆定律可知,通过R的电流有效值减小,线圈的内电压减小,则R的电压有效值增大,电压表的读数增大,故A错误;图示位置线圈中没有任何一边切割磁感线,线圈中感应电动势为零,由法拉第电磁感应定律可知磁通量的变化率为零,产生的电动势等于0;故B错误;线圈从图示位置转过180°的过程中,磁通量的大小相等,而方向相反,所以电路中的平均电动势大小:
平均电流:
;流过电阻R的电量为:
.故C正确;由题意得:线圈转动的周期为
,线圈每经过中性一次,感应电流方向改变一次,一周电流方向改变,所以1s内流过R的电流方向次数为:
,故D正确.故选:CD.
本题难度:一般
4、简答题 面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度B随时间t变化的规律是B=0.02t,R=3Ω,C=30μF,线圈电阻r=1Ω,其余导线电阻不计,求:
(1)通过R的电流大小和方向.
(2)电容器C所带的电荷量.

参考答案:(1)由法拉第电磁感应定律可得:
E=n△?△t=n△BS△t=100×0.02×0.2V=0.4V;
则电路中电流I=ER+r=0.43+1=0.1A;
由题意知线圈中的磁通量增大,则由楞次定律可得线圈电流方向为逆时针,故R中电流方向从b指向a;
即通过R的电流大小为0.1A,方向从b指向a.
(2)由欧姆定律可得
R两端的电压U=IR=0.3V;
则电容器的电量Q=UC=9×10-6C;
即电容器的电荷量为9×10-6C.
答:(1)通过R的电流方向为b→a,
(2)电容器的电荷量为9×10-6C.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 如图9-3-14所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒a和b的电阻均为R,质量分别为ma=2×10-2 kg和mb=1×10-2 kg,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动.闭合开关S,先固定b,用一恒力F向上拉a,稳定后a以v1="10" m/s的速度匀速运动,此时再释放b,b恰好保持静止,设导轨足够长,取g="10" m/s2.

图9-3-14
(1)求拉力F的大小;
(2)若将金属棒a固定,让金属棒b自由滑下(开关仍闭合),求b滑行的最大速度v2.
参考答案:(1)0.4 N (2)5 m/s
本题解析:(1)b棒静止,则有mbg=BIbL
b棒中的电流
a棒匀速运动,则F=mag+BIaL
所以F=mag+2mbg="0.4" N.
(2)当a匀速运动时,产生的感应电动势Ea=BLv1
a棒中的电流
再由BIaL=2BIbL=2mbg
解得
将a固定后,b达到最大速度,即匀速运动时

则
所以v2="5" m/s.
本题难度:简单