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 闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的( ? )
A.磁通量大小有关
B.磁场的磁感强度大小有关
C.磁通量变化的快慢有关
D.磁通量变化的大小有关
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图12-4-14所示,质量为m、边长为a的正方形金属线框自某一高度由静止下落,依次经过
和
两磁场区域.已知
,且
磁场的高度为a.线框在进入
的过程中做匀速运动,速度大小为
,在
中加速一段时间后又匀速进入和穿出
时速度恒为
,求:

(1)
和
之比
(2)在整个下落过程中线框中产生的焦耳热.
参考答案:1∶4? 3mga
本题解析:(1)线框进入
区域作匀速运动,根据平衡条件得:
线框进入
区域作匀速运动,根据平衡条件得:
?而
?故
(2)线框进入
区域作匀速运动,所以线框的动能没有变化,重力做的功全部转化为热能,故产生的焦耳热
,线框全部进入磁场时,线框的磁通量没有发生变化,所以没有感应电流,故也没有克服安培力做功产生焦耳热.
线框进入
区域和离开
区域都作匀速运动,所以线框的动能没有变化,重力做的功全部转化为热能,故产生的焦耳热
.所以整个下落过程中产生的焦耳热为
本题难度:一般
4、计算题 (15分)如图所示,在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨,与水平面间的夹角θ=30°,间距L=0.5m,上端接有阻值R=0.3Ω的电阻.匀强磁场的磁感应强度大小B=0.4T,磁场方向垂直导轨平面向上.一质量m=0.2kg,电阻r=0.1Ω的导体棒MN,在平行于导轨的外力F作用下,由静止开始向上做匀加速运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直,且接触良好.当棒的位移d=9m时,电阻R上消耗的功率为P=2.7W.其它电阻不计, g取10 m/s2.求:

(1)此时通过电阻R上的电流;
(2)这一过程通过电阻R上的电荷量q;
(3)此时作用于导体棒上的外力F的大小.
参考答案:(1)3A (2)4.5C (3)2N
本题解析:(1)根据灯泡功率
(1分)
得:I=3A (2分)
(2)由法拉第电磁感应定律有
(1分)
又
(1分)
(1分)
(1分)
解得
(1分)
(1分)
(3)
(2分)
(1分)
(1分)
解得
(2分)
考点:本题考查电磁感应定律
本题难度:困难
5、计算题 一绝缘楔形物体固定在水平面上,左右两斜面与水平面的夹角分别为
和
,
=37°,
=53°。如图所示,现把两根质量均为m、电阻为均R、长度均为L的金属棒的两端用等长的电阻不计的细软导线连接起来,并把两棒分别放在楔形体的两个光滑的斜面上,在整个楔形体的区域内存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,在细软导线刚好拉直后由静止释放两金属棒,不计一切摩擦阻力,细软导线足够长,两导线一直在斜面上,
,
,重力加速度为g。
(1)求金属棒的最大加速度;
(2)求金属棒的最大速度。
参考答案:(1)
?
a=0.1g?
(2)棒受力平衡时,两棒速度v最大。因两棒速度大小相等,但切割B的有效速度不同,感应电流的方向为逆时针?
则在 t 时间内感应电动势
?
其感应电流I=E/2R?
安培力Fb=IBL?
设细线对棒的力为F
,对右棒:
对左棒:
?
联立解:
本题解析:略
本题难度:一般