1、计算题 两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示。导电棒质量为1.2kg,长为1m,当棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流增大为5A时,棒可获得2m/s2的加速度。则该装置所在处的磁感应强度的大小为多少?
参考答案:1.2T
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 下列说法中正确的是
A.通电导线在磁场中某处不受安培力作用,则该处磁感应强度一定为零
B.带电粒子只受洛仑兹力作用运动时,速度和动能均不变
C.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,磁感线上每一点的切线方向就表示该点的磁场方向
D.穿过线圈的磁通量变化越大,线圈产生的感应电动势越大
参考答案:C
本题解析:当电流方向与磁场方向平行时所受安培力为零,A错;洛仑兹力不做功,动能不变,但改变速度的方向,B错;感应电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量、磁通量的变化量没有关系,D错;
点评:难度较小,本题基础知识点较多,重点理解感应电动势的大小只与磁通量的变化率成正比,与磁通量、磁通量的变化量没有关系
本题难度:简单
3、计算题 (9分)如图所示,与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上,导体棒的质量为2
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (16分)如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直.质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小;
(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q;
(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.
参考答案:(1)v="2m/s" (2)0.125C (3)0.2625J
本题解析:(1)导体棒在粗糙轨道上受力平衡:
由 mgsin θ=μmgcos θ+BIL 得 I=0.5A (2分)
由BLv=I(R+r) 得v=2m/s (2分)
(2)进入粗糙导轨前,导体棒中的平均电动势为: (2分)
导体棒中的平均电流为: (2分)
所以,通过导体棒的电量为:=0.125C (2分)
(3)由能量守恒定律得: 2mgdsin θ=Q电+μmgdcos θ+mv2 (2分)
得回路中产生的焦耳热为: Q电=0.35J (2分)
所以,电阻R上产生的焦耳热为:=0.2625J (2分)
考点:本题考查电磁感应
本题难度:困难
5、选择题 下列说法中正确的是
A.由B =可知,B与F成正比,与IL成反比
B.穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感应强度一定为零
C.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用
D.洛伦兹力对运动电荷一定不做功
参考答案:D
本题解析:磁感应强度只跟磁场有关,公式B =,是定义式B既不与F成正比,也不与IL成反比,仅是它们的比值,A错。当线圈平行于磁场放置时磁通量为零但是磁感应强度就不为零,B错。通电导线平行于磁场放置时不受安培力作用,C错,洛伦兹力不改变运动电荷速度大小只改变方向,对运动电荷一定不做功,D对。
本题难度:简单