1、选择题 正方形线框abcd边长为L,条形磁场的宽度也为L,现使线框匀速向右通过条形磁场,关于线框ab与bc边所受安培力的大小与方向随时间变化的图像正确的是(ab边受安培力取向上为正,bc边受安培力取向右为正)( )
A B C D
参考答案:C
本题解析:线框匀速通过在ad边进入之前,bc边受到安培力,根据左手定则安培力方向向左:,为定值,当bc边穿出磁场以后,所受安培力为零,所以AB错;bc边一直受到安培力作用,先是逐渐增大到,然后减小,因为电流方向发生了变化,所以bc边受到的安培力先向下后向上,选C。
本题难度:一般
2、选择题 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(? )
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
参考答案:AC
本题解析:由牛顿第二定律,金属棒下落过程的加速度因释放瞬间Δx=0,v=0,则金属棒的加速度a=g,故A正确;由右手定则知金属棒向下运动时棒中电流向右,故流过电阻的电流为b→a,则B错误;因则,故C正确;金属棒上下振动最终静止时,处于平衡状态,且kΔx=mg,弹簧具有弹性势能,由能量转化守恒定律金属棒减少的重力势能转化成两部分,一部分为弹性势能,另一部分为电阻R上产生的热量,故D错误.
本题难度:一般
3、填空题 如图是一种风速仪示意图,试回答下列问题:
(1)有水平风吹来时磁体如何转动?(自上往下看)______.
(2)电流计示数变大,其风速就变______.
参考答案:(1)由图,根据塑料杯口的朝向,可知装置受到逆时针方向的风力才能转动,故有水平风吹来时磁体将逆时针方向转动.(自上往下看)
(2)电流计示数变大,是因为线圈中产生的感应电动势变大,根据法拉第电磁感应定律可知线圈的磁通量变化加快,风速增大.
故答案为:(1)逆时针.(2)大
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (15分)如图所示,一正方形线圈从某一高度自由下落,恰好匀速进入其下方的匀强磁场区域.已知正方形线圈质量为m,边长为L,电阻为R,匀强磁场的磁感应强度为B,高度为2L,求:
(1)线圈进入磁场时回路产生的感应电流I1的大小和方向;
(2)线圈离开磁场过程中通过横截面的电荷量q;
(3)线圈下边缘刚离开磁场时线圈的速度v的大小.
参考答案:(1)?逆时针 (2)?(3)
本题解析:(1)线圈进入磁场时匀速,有?(2分)
且?(1分)
所以?(1分)
方向:逆时针?(1分)
(2)在线圈离开磁场的过程中:?(2分)
又?(2分)
所以:?(1分)
(3)线圈刚进入磁场时:?(1分)
而:?(1分)
所以,线圈刚进入磁场时的速度?(1分)
从线圈完全进入磁场到线圈下边缘刚离开磁场的过程中,线圈做匀加速运动
所以:?(1分)
所以:?(1分)
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,在光滑的绝缘水平面上,一个半径为10 cm、电阻为1.0 Ω、质量为0.1 kg的金属环以10 m/s的速度冲入一有界磁场,磁感应强度为B=0.5 T。经过一段时间后,圆环恰好有一半进入磁场,该过程产生了3.2 J的电热,则此时圆环的瞬时速度为_____________m/s;瞬时加速度为_____________m/s2。
参考答案:6,0.6
本题解析:
本题难度:一般
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