1、选择题 如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两条平行金属导轨,而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒,两只电表可看成理想电表当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)

[? ]
A.电压表有读数,电流表有读数
B.电压表无读数,电流表无读数
C.电压表有读数,电流表无读数
D.电压表无读数,电流表有读数
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m,导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻
导轨上停放一质量m=0.10kg,电阻
的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。
(1)利用上述条件证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率;
(3)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J,求金属杆上产生的焦耳热。

参考答案:解:(1)设路端电压为U,金属杆的运动速度为v,则感应电动势E= BLv
通过电阻R的电流
电阻R两端的电压
由图乙可得U=kt,k=0.10V/s,解得:
因为速度与时间成正比,所以金属杆做匀加速运动,加速度
(用其他方法证明也可以)
(2)在2s末,速度v2=at=2.0m/s
电动势E= BLv2 通过金属杆的电流
金属杆受安培力
解得:F安=7.5×10-2N
设2s末外力大小为F2,由牛顿第二定律得F2- F安=ma
解得:F2=1.75×10-lN
故2s末时F的瞬时功率P=F2v2=0.35W。
(3)设回路产生的焦耳热为Q,由能量守恒定律得
解得:Q=0.15J 电阻R与金属杆的电阻r串联,产生焦耳热与电阻成正比,所以,
运用合比定理
而
故在金属杆上产生的焦耳热
解得:Qr=5.0×10-2J。
本题解析:
本题难度:困难
3、选择题 如图,在光滑水平面上,有一竖直向下的匀强磁场,分布在宽为a的区域内,现有一边长为L(a>L)的正方形闭和线框以垂直于磁场边界的初速度v0滑过磁场,线框刚好能穿过磁场。则线框在滑进磁场过程中产生的热量Q1与滑出磁场过程产生的热量Q2之比为

[? ]
A、1:1?
B、2:1
C、3:1?
D、4:1
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,线框由A位置开始下落,在磁场中受到的安培力如果总小于重力,则它在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线框有一半在磁场中)时,加速度关系为(? )

A.aA>aB>aC>aD? B.aA=aC>aB>aD
C.aA=aC>aD>aB? D.aA=aC>aB=aD
参考答案:选B.
本题解析:线框在A、C位置时只受重力作用,加速度aA=aC=g.线框在B、D位置时均受两个力的作用,其中安培力向上、重力向下.由于重力大于安培力,所以加速度向下,大小为a=g- F/m<g.又线框在D点时速度大于B点速度,即FD>FB,所以aD<aB.因此加速度的关系为aA=aC>aB>aD.选项B正确.
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,将一线圈放在一匀强磁场中,线圈平面平行于磁感线,则线圈中有感应电流产生的是( ? )
A.当线圈绕N边转动
B.当线圈绕M边转动
C.将线圈垂直纸面向外运动
D.将线圈平行纸面向右运动