1、计算题 (12分)如图12所 示,两平行长直金属导轨置于竖直平面内,间距为L,导轨上端有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上,并搁在支架上,导轨和导体棒电阻不计,接触良好,且无摩擦.在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B.开始时导体棒静止,当磁场以速度v匀速向上运动时,导体棒也随之开始运动,并很快达到恒定的速度,此时导体棒仍处在磁场区域内,试求:

(1)导体棒的恒定速度;
(2)导体棒以恒定速度运动时,电路中消耗的电功率.
参考答案:(1)v-
向上 (2)
本题解析:(1)设棒速为v′,有
E=BL(v-v′)? ①
F安=BIL=
=
?②
棒受力平衡有:mg=F安?③
联立得:v′=v-
? ④
方向向上
(2)P=
?⑤
联立①④⑤得:P=
.
本题难度:简单
2、实验题 如右图所示,A、B两闭合线圈为同样的导线制成,匝数均为10匝,半径RA=2RB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=__________,两线圈中感应电流之比为IA∶IB=__________.
参考答案:1∶1?1∶2
本题解析:
.
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,匀强磁场B1垂直水平光滑金属导轨平面向下,垂直导轨放置的导体棒ab在平行于导轨的外力作用下从静止开始运动,通过互感,使电压表示数U保持不变。定值电阻的阻值为R,变阻器
的最大阻值为
。在电场作用下,带正电粒子源从O1由静止开始经O2小孔垂直AC边射入第二个匀强磁场区,该磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,其下边界AD与AC的夹角
。设带电粒子的电荷量为q、质量为m,A端离小孔
的高度为高度
,请注意两线圈绕法,不计粒子重力,已知
;
。

求:(1)为满足要求,试判断金属棒应在外力作用下做何种运动?
(2)调节变阻器
的滑动头,使接入电阻
为多大时,粒子刚好不会打在AD板上?
(3)调节
的滑动头,从题(2)中的位置缓慢移动到接入电阻为
处 ,求源源不断的粒子打在AD边界上的落点间的最大距离
(用
表示)。
参考答案:(1)向左做匀加速直线运动(2)
(3)
本题解析:(1)要满足要求,金属棒应在外力作用下向左做匀加速直线运动
(2)如图所示,粒子进入B磁场的速度为
,刚好不打在AD板上,圆轨迹半径
,

则
①
②
根据几何关系:
④
代入数据,联立①②③④得:
(3)如图,
当滑片移到接入电阻为
处时,设带电粒子进入磁场时的速度为
,圆轨迹半径为
则

⑤ 1分
在磁场中:
⑥ 1分
联立④⑤⑥得:
∴落地点间最大距离:
1分
考点:考查了带电粒子在有界磁场中的运动
本题难度:困难
4、填空题 一个100匝的闭合圆形线圈,总电阻为15.0Ω,面积为50cm2,放在匀强磁场中,线圈平面跟磁感线方向垂直.匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图(b)所示.设t=0时,B的方向如图(a)所示,垂直于纸面向里.则线圈在0~4×10-3s内的平均感应电动势的大小是______伏;在2s内线圈中产生的热量是______焦.
参考答案:根据B-t图中同一条直线磁通量的变化率是相同的,所以电动势为定值,即为E=n△B△tS=100×0.64×103×50×10-4V=75V;
根据在2s内I=ER=△B△tRS,由焦耳定律Q=I2Rt,可知Q=750J.
故答案为:75;750.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀连续地增大2Wb,则( )。
A.线圈中的感应电动势将均匀增大
B.线圈中的感应电流将均匀增大
C.线圈中的感应电动势将保持2V不变
D.线圈中的感应电流将保持2A不变
参考答案:C
本题解析:穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒钟均匀连续地增大2Wb,即
,所以根据公式
可得:
,恒定不变,A错误C正确,电动势不变,则电流恒定,B错误,由于不知道线圈电阻,所以不能确定线圈电流大小,D错误,
故选C
点评:基础题,关键是对公式
的正确理解,线圈中磁通量均匀减小,根据法拉第电磁感应定律知,感应电动势为一定值,
本题难度:简单