1、简答题 在图1所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感强度方向垂直于图面向里,大小为B.半径为l、圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R.

(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f.
(2)在图2上画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象(规定与图1中线框的位置相应的时刻为t=0)
参考答案:(1)在从图1中位置开始t=0转过60°的过程中,经△t,转角△θ=ω△t,回路的磁通增量为
△Φ=12△θ?l2B
由法拉第电磁感应定律,感应电动势为:ε=△Φ△t
因匀速转动,这就是最大的感应电动势.由欧姆定律可求得:
I0=12RωBl2
前半圈和后半圈I(t)相同,故感应电流周期为:T=πω,
频率为:f=1T=ωπ.
故感应电流的最大值为I0=12RωBl2,频率为f=ωπ.
(2)由题可知当线框开始转动π3过程中,有感应电流产生,全部进入时,无感应电流,故当线框全部进入磁场接着再旋转π6过程中无电流,然后出磁场时,又有感应电流产生.
故图线如图所示:

本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.线速度越大,周期一定越小
B.角速度越大,周期一定越小
C.转速(每秒内的转数)越小,周期一定越小
D.向心加速度越大,速度变化就越快?
参考答案:A、根据T=2πRv可知,速度大,周期不一定小,还跟半径有关.故A错误.
B、根据T=2πω可知,角速度越大,周期越小.故B正确.
C、由公式T=1f=12πn可知,转速小,频率小,则周期大.故C错误.
D、由公式v=at可知,在相同的时间内,向心加速度越大,速度变化越快,故D正确.
故选BD.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图甲所示,将质量为m的两个小球(可看成质点),用长为L的两根细软线拴连,线的上端连于O点且绕O点自由转动时与竖直方向夹角为θ。
如图乙所示,将其中一质量为m的小球仍与一长为L的细绳连接,放在表面光滑的正圆锥体表面,上端可绕圆锥顶点自由转动。圆锥体放在水平面上,其轴线沿竖直方向,圆锥母线与轴线之间夹角α为30°,试求:
(1)图甲中小球圆周运动的周期T=?
(2)图乙中当正圆锥体沿水平x轴方向匀加速运动的加速度a多大时,小球刚要离开锥面?
(3)将图乙中与小球相连的细线穿过圆锥顶端的光滑小圆环后,与放在倾角β=37°的对称斜槽(斜槽两平面材料相同,与竖直面都成30°)里的质量为M的圆柱体相连,连接圆柱的细线平行斜槽的棱,如图丙所示。当小球以速度v=
绕圆锥轴线做水平匀速圆周运动而圆柱M不动时,圆柱与两接触面间的摩擦因数μ至少多大?


参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)对甲图中小球由向心力公式: 

得: 
(2)对乙图中小球,由牛顿定律得: 
所以:
(3)设小球刚好飞起的临界速度为v0,由(2)可得:





















,则
因
>
,所以小球已经飞离锥面。设细线与水平方向成γ角。

则有:


可得:

垂直圆柱端面看:圆柱受力如图所示:两支持力N对称大小相等,且与重力Mg的垂直棱的分力Mgcos37°互成120°,则有:


由不滑动的条件有:
所以:

本题难度:一般
4、选择题 火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比 ( )
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上,有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动,则

A.衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供
B.圆桶转速增大,衣服对桶壁的压力也增大
C.圆桶转速足够大时,衣服上的水滴将做离心运动
D.圆桶转速增大以后,衣服所受摩擦力也增大