1、计算题 如图所示,宽度L=1 m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8 J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8 C(框架电阻不计,g取10 m/s2)。问:
(1)ab棒达到的稳定速度多大?
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间多少?

参考答案:解:(1)P=Fv ①
F安=BIL ②
?③
棒稳定时:F=F安+μmg+
④
由①③③④联立解得v=2m/s
(2)由能量守恒得
⑤
?
∴
⑥
由⑤⑥联立解得:t=1.5 s
本题解析:
本题难度:困难
2、简答题 如图(甲)所示,两水平放置的平行金属板C、D相距很近,上面分别开有小孔O和
,水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板C、D接触良好,且导轨在磁感应强度为B1=10T的匀强磁场中,导轨间距L=0.50m.金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动.其速度图像如图(乙),若规定向右运动速度方向为正方向,从t=0时刻开始,由C板小孔O处连续不断飘入质量为m=3.2×10-21kg、电量q=1.6×10-19C的带正电的粒子(设飘入速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场B2=10T,MN与D相距d=10cm,B1和B2方向如图(甲)所示(粒子重力及其相互作用不计),求:

(1)0~4.0s时间内哪些时刻发射的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN?
(2)粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离为多少?
?
参考答案:(1) 0.25s<t<1.75s.
(2)7.3cm.
本题解析:(1)只有当CD下正上负使其间电场向上,即AB棒向右运动时,粒子才可能从O运动到
,而粒子要飞出磁场边界MN的最小速度v0必须满足
d=
,
设CD间电压为U,则qU=
,
由①②解得U=25V.
AB棒切割磁感线产生电动势为E,则
? U=E=B1Lv,解得v=5m/s.
所以根据图(乙)可以推断得出:
0.25s<t<1.75s.
(2)当AB棒速度最大,即
=20m/s时,产生感应电动势为
,可得
=B1L
=100V.
此时带电粒子经加速后速度为v,根据动能定理,有
? q
=
mv2,
解得? v=100m/s.
此时带电粒子的轨道半径为
=
=0.2m.
出射点与
的水平距离为
x=
-
=0.027m=2.7cm.
粒子从边界MN射出来的位置间最大距离为
? s=d-x=7.3cm.
本题难度:一般
3、选择题 如图条形磁铁B前后两次匀速地插入线圈A,第一次用0.2秒,第二次用0.8秒,两次通过线圈A的电量分别为q1,q2,两次线圈发热量分别是Q1和Q2,则:(? )

①q1∶q2=1∶1 ②q1∶q2=4∶1 ③Q1∶Q2=1∶1 ④Q1∶Q2=4∶1
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
参考答案:B
本题解析:本题考查电磁感应。由法拉第电磁感应定律,感应电动势
,感应电流
,电量
,所以
,①正确;焦耳热
,
,④正确;选B。
本题难度:简单
4、选择题 如图11所示,水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R,其他电阻均不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下,ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动的过程中

A.随着ab运动速度的增大,其加速度也增大
B.外力F对ab做的功大于电路中产生的电能
C.外力F做功的功率始终等于电路中的电功率
D.克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
参考答案:BD
本题解析:随着ab运动速度的增大,电路中电流增大,安培力增加,则加速度逐渐减小,A错误;外力做的功等于电路中产生的电能及导体的动能之和,B正确、C错误;克服安培力做功全部转化为内能,D正确。
本题难度:简单
5、选择题 关于产生电磁感应电流的条件,下列说法中正确的是( )
A.任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流
B.一段导体在磁场中运动时,就能产生感应电流
C.当闭合电路的部分导体沿磁感线运动时,就能产生感应电流
D.当闭合电路的部分导体切割磁感线运动时,就能产生感电流