1、计算题 如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界为d1=0.8m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3m,物块放在倾角θ=53°的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动。(g取
,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小?
(2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小?
(3)整个运动过程线框中产生的焦耳热为多少?
参考答案:(1)2m/s(2)0.9J(3)1.5J
本题解析:(1)由于线框匀速出磁场,则
对
有:
对
有:
又因为
联立可得:
(2)从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场,由动能定理得

将速度v代入,整理可得线框刚刚全部进入磁场时,线框与物块的动能和为
?
所以此时线框的动能为
(3)从初状态到线框刚刚完全出磁场,由能的转化与守恒定律可得

将数值代入,整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为:
点评:本题属于电磁感应与力学和功能关系的综合,本题要正确受力分析,尤其是正确分析安培力的情况,然后分析清楚各个阶段运动情况及功能变化关系。
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,一宽40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度
cm/s通过磁场区域。在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t=0,在下图所示的图线中,能正确反映感应电流随时间变化规律的是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,空间有一水平匀强磁场,让线圈A从磁场边界上方某一高处自由下落,线圈下落过程中不发生转动,线圈平面始终和磁场垂直,线圈开始进入还未全部进入磁场的过程中,其加速度的变化可能是:?(?)

A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.不能确定
参考答案:B
本题解析:线框进入磁场的过程,所受的安培力大小为
,加速度大小为m.若线框加速进入磁场时,根据牛顿第二定律得:
,又
,速度v增大,
增大,则加速度a减小;若线框减速进入磁场时,根据牛顿第二定律得:
,又
,速度v减小,
减小,则加速度a减小;若线框匀速进入磁场时,加速度为零.故B正确.
本题难度:一般
4、计算题 一个线圈共有100匝,若在10秒内穿过它的磁通量由0.1Wb增加到0.6Wb,线圈产生的感应电动势为多少?
参考答案:5V
本题解析:解:感应电动势
?5分

=5V? 5分
本题难度:简单
5、选择题 如图12-3-18所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会达到一个最大速度vm,则( )
A.如果B增大,vm将变大
B.如果α变大,vm将变大
C.如果R变大,vm将变大
D.如果m变小,vm将变大
参考答案:BC
本题解析:当导体达到最大速度时为匀速运动状态,有mgsinα=BIL.由闭合电路欧姆定律可知

联立以上两式可知

所以可以判知:当α或R增大时,vm将增大.
本题难度:简单