1、计算题 如下图(甲)所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,导轨一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆.金属杆与导轨的电阻忽略不计,匀强磁场的方向竖直向下.现用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆最终将做匀速运动.当改变拉力的F大小时,金属杆相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如右图(乙)所示.(取g="10" m/s2)

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m="0.5" kg,L="0.5" m,R="0.5" Ω, 磁感应强度B为多大?
参考答案:(1)加速度减小的加速运动.(2)1 T
本题解析:(1)金属杆运动后,回路中产生感应电流,金属杆将受F和安培力的作用,且安培力随着速度增大而增加.杆受合外力减小,故加速度减小,速度增大,即做加速度减小的加速运动.
(2)金属杆产生的感应电动势:E=vBL①
感应电流:
②
金属杆所受的安培力:F=IBL=
③
由题意可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,匀速时合力为零
即有:
④
所以
⑤
从图线可以得到直线的斜率:k="2" ⑥
由⑤⑥式联立可得:
⑦
将数据代入⑦式可解得:B="1" T ⑧
考点:法拉第电磁感应定律;物体的平衡.
本题难度:一般
2、其他 我们用来煮食物的炉子有各种各样的款式,它们的工作原理各不相同,有以天然气、液化石油气等作燃料的,例如天然气炉,还有直接以电热方式加热的,例如电饭锅。下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉,如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图,炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时,会产生磁场,这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的,这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢铁)锅底内产生感应电流,由于锅底有电阻,所以感应电流又会在锅底产生热效应,这些内能便能起到加热物体的作用从而煮熟食物。

电磁炉的特点是:效率比一般的炉子都高,炉面无明火,无烟无废气,火力强劲,安全可靠。
因为电磁炉是由电磁感应产生电流,利用电流的热效应产生热量,所以不是所有的锅或器具都适用。对于锅的选择,方法很简单,只要是锅底能被磁铁吸住的就能用。适用于电磁炉的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅;不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。
(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可):
①__________________________________________;
②__________________________________________;
③__________________________________________。
(2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是______________________;电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是______________________。
(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板,电磁炉还能起到加热作用吗?为什么?
参考答案:(1)①电流的磁效应(或电生磁);②电磁感应现象(或磁生电);③电流的热效应(或焦耳定律)
(2)瓷和玻璃不能产生电磁感应现象;铝、铜的导磁性太差,效率低
(3)能起到加热作用,因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底,在锅底产生感应电流,利用电流的热效应起到加热作用
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 图中的A是一边长为L的正方形导线框,其电阻为R。现维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域B。如果以x轴的正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线应为哪个图?(?)

参考答案:A
本题解析:
,线框在磁场外,力与电流为0.安培力为0;
,由右手定则可得出电流的方向为逆时针的方向,维持线框以恒定速度V沿x轴运动,所以感应电动势和电流不变,根据左手定则得出安培力的方向X轴的负方向.
,线框全部进入磁场,力与电流为0.安培力为0;
,线框左边切割磁感线,由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向,维持线框以恒定速度v沿x轴运动,所以感应电动势和电流不变,根据左手定则得出安培力的方向x轴的负方向.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角
,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.50,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中。导轨所接电源的电动势为15V,电阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计。为了保证ab处于静止状态,求:
(1)ab通入的最大电流为多少?
(2)ab通入的最小电流为多少?(
,
)

参考答案:(1)16.5A
(2)1.5A
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 下列关于感应电动势大小的说法中,正确的是:
A.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大
B.线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大
C.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
D.线圈中磁通量增大时,感应电动势增大;磁通量减少时,感应电动势减小
参考答案:C
本题解析:由法拉第电磁感应定律
可知感应电动势正比于磁通量的变化率,与磁通量的变化量无关,与磁通量的大小无关,C对;
本题难度:一般