1、简答题
(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度vm.
(3)若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,求棒L2达到稳定时的速度
(4)若固定棒L1,当棒L2的速度为v,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2做匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)?
?
参考答案:
(1)(2)
(3)(4)
本题解析:(1)∵L1与L2串联
∴流过L2的电流为:? ①? (2分)
L2所受安培力为:F′="BdI=0.2N?" ②? (2分)
∴? ③? (2分)
(2)当L2所受安培力F安=F时,棒有最大速度vm,此时电路中电流为Im.
则:F安=BdIm? ④? (1分)
?⑤? (1分)
F安=F??⑥? (1分)
由④⑤⑥得:? ⑦? (2分)
(3)撤去F后,棒L2做减速运动,L1做加速运动,当两棒达到共同速度v共时,L2有稳定速度,对此过程有:
?⑧? (2分)
∴? ⑨? (2分)
(4)要使L2保持匀速运动,回路中磁通量必须保持不变,设撤去恒力F时磁感应强度为B0,t时刻磁感应强度为Bt,则:
B0dS=Btd(S+vt)? ⑩? (3分)
∴? (2分)
本题难度:一般
2、选择题 下面有关磁场中某点的电磁感应强度的方向的说法不正确的是( )
A.磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
B.磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向
C.磁感应强度的方向就是通电导体在该点的受力方向
D.磁感应强度的方向就是小磁针北极在该点的受力方向
参考答案:A、磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,其方向就是该点的磁场方向.故A正确.
? B、磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向,其切线方向与磁感应强度的方向相同.故B正确.
? C、磁感应强度的方向与通电导体在该点的受力方向垂直.故C错误.
? D、物理学上规定,小磁针北极在该点的受力方向为该点的磁场方向,即为磁感应强度的方向.故D正确.
本题选错误的,故选C
本题解析:
本题难度:简单
3、填空题 长为0.2m的直导线,通有0.4A的稳恒电流,该导线处于磁感应强度为1.0T的匀强磁场中,该通电直导线所受到的安培力的最大值为 N,最小值为 N
参考答案:0.08 0
本题解析:当导线和磁场方向垂直时,安培力最大为
当导线和磁场方向平行时,安培力最小,为0
考点:考查了安培力的计算
点评:关键是知道安培力大小和导线与磁场方向关系有关
本题难度:一般
4、简答题 如图甲所示,两根足够长的竖直光滑平行金属导轨相距为L1=0.1m,导轨下端通过导线连接阻值R=0.4Ω的电阻。质量为m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处于垂直导轨平面向外的磁场中,取g=10m/s2.
(1)若金属棒距导轨下端L2=0.2m,磁场随时间变化的规律如图乙所示,为保持金属棒静止,试求加在金属棒中央、沿竖直方向的外力随时间变化的关系;
(2)若所加磁场的磁感应强度大小恒为,通过恒定功率Pm=6W的竖直向上的拉力使棒从静止开始向上运动,其棒向上运动的位移随时间变化的情况如图丙所示,试求磁感应强度的大小和变速运动阶段在电阻R上产生的热量。
参考答案:(1) ?(2)3.2J
本题解析:(1)(9分)
(2)(10分)
本题难度:一般
5、选择题 如图,两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为I和2I、方向相同的电流,导线b受到的磁场力大小为F, 当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,导线b受到的磁场力为零, 则此时a受到的磁场力大小为( )
A.
B.F
C.
D.2F