1、选择题 如图所示,甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的,其余物理条件都相同.金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动,在棒运动的过程中,将观察到( )
A.L1,L2小电珠都发光,只是亮度不同
B.Ll,L2都不发光
C.L2发光,Ll不发光
D.Ll发光,L2不发光
参考答案:金属棒MN在轨道上向右匀速平动,由E=BLv可知,甲图产生的电动势增大,乙图产生的是恒定电动势,所以甲的原线圈n1中会出现变化的电流,乙的原线圈n1出现的是恒定电流.又根据变压器的原理可知,甲的副线圈n2产生感应电流,乙的副线圈n2没有感应电流产生,所以L1发光,L2不发光.故ABC均错误,D正确.
故选:D.
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 如图12-3-16所示,为某一电路的俯视图,MN、PQ为水平放置的很长的平行金属板相距0.2m,板间有匀强磁场,B=0.8T,方向垂直向下,金属杆电阻
.可以在水平方向左右无摩擦滑动,
,C=10μF.现有不计重力的带电粒子以
的初速度水平射入两板间,为使粒子能继续做匀速运动,则

(1)棒ab应向哪边运动?速度多大?
(2)为使棒ab保持匀速运动,作用在ab上的水平外力F多大?
参考答案:①向右匀速运动,
②
本题解析:①由于不计带电粒子的重力,而带电粒子又要做匀速运动,所以必定是电场力与洛仑洛仑兹力相平衡,故有
?得
.再由平衡条件判定两板间的电场强度方向必向下,即上板电势高,所以由右手定则判定导体棒向右匀速运动.
设导体棒向右匀速运动的速度为
、两板间的间距为d,则两板间的导体棒产生的感应电动势为
,则两板间的电势差为
=
?解得:
②导体棒产生的感应电流为
导体棒受到的安培力
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,虚线上方空间垂直线框平面的匀强磁场,边长为L的正三角形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度
沿逆时针方向匀速转动,设线框中感应电流方向以逆时针为正,线框从图中所示位置开始转动一周过程中,下列说法中不正确的是(?)

A.线框在
时间内产生的感应电流为正且恒定不变
B.线框在
时间产生的感应电流为负,且先减小后增大
C.线框中产生感应负电流的时间为
D.线框在进入或退出磁场的过程中均要克服磁场的阻碍作用
参考答案:A
本题解析:线框在
时间内,磁通量向里的增多且变化率先增大后减小产生的感应电流先增大后减小,A错;
?
线框在
时间磁通量向里的减少且变化率先减小后增大产生的感应电流先减小后增大,B对;
线框在
时间内感应电流为负,C对;
根据楞次定律,感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量的变化,二者之间有阻碍作用,所以线框在进入或退出磁场的过程中均要克服磁场的阻碍作用,D对
本题难度:一般
4、计算题 位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc,ab长L1=1.0 m,bd长L2=0.5 m,线框的质量m=0.2 kg,电阻R=2 Ω.其下方有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行.两边界间距离为H,H>L2,磁场的磁感应强度B=1.0 T,方向与线框平面垂直。如图27所示,令线框的dc边从离磁场区域上边界PP′的距离为h=0.7 m处自由下落.已知线框的dc边进入磁场以后,ab边到达边界PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值.问从线框开始下落,到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中,磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少?(g取10 m/s2)
参考答案:-0.8 J
本题解析:本题中重力势能转化为电能和动能,而安培力做的总功使重力势能一部分转化为电能,电能的多少等于安培力做的功.
依题意,线框的ab边到达磁场边界PP′之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大值,以v0表示这一最大速度,则有
E=BL1v0
线框中电流 I=
=
作用于线框上的安培力 F=BL1I=
速度达到最大值条件是 F=mg
所以v0=
=4 m/s.
dc边继续向下运动过程中,直至线框的ab边达到磁场的上边界PP′,线框保持速度v0不变,故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中,由动能定理得:
mg(h+L2)+W安=
mv
W安=
mv
-mg(h+L2)=-0.8 J
ab边进入磁场后,直到dc边到达磁场区下边界QQ′过程中,作用于整个线框的安培力为零,安培力做功也为零,线框只在重力作用下做加速运动,故线框从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界QQ′过程中,安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程中安培力所做的功
W安=-0.8 J
负号表示安培力做负功.
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成370角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。求:

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻
消耗的功率为
,求该速度的大小;
(
取
?,
,
)
参考答案:(1)
(2) 
本题解析:(1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律:?

解得
?
(2) 设金属棒达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡:?

电阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率,即:
以上两式联立,解得:
点评:本题难度较小,随着导体棒速度的逐渐增大,加速度逐渐减小,当加速度减小到零时速度最大
本题难度:简单