1、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
2、计算题 如图所示,水平面上有两根相距
的足够长的光滑平行金属导轨
和
,它们的电阻可忽略不计,在
和
之间接有阻值为
的定值电阻。导体棒
长
,其电阻为
,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
。现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力
,使
以
的速度向右做匀速运动时,求:

⑴
中的感应电动势多大?
⑵
中电流的方向如何?
⑶若定值电阻
,导体棒的电阻
,则
多大?
参考答案:(1)2V?(2)b→a?(3)0.1N
本题解析:(1)导体棒在匀强磁场中以匀速直线运动来垂直切割磁感线,在导体棒中会产生感应电动势。
依据公式
?
可求得
?
(2)因导体棒与两导轨、电阻组成闭合回路,所以导体棒中有感应电流产生。根据安培定则(右手定则)或楞次定律可知导体棒中的电流方向是由
→
?
(3)导体棒做匀速直线运动可知
大小等于导体棒受到的安培力
即
?①?
又由闭合电路欧姆定律可知
?②?
联立两式,带入数据得
?
点评:在计算电流时,导体棒可以看成有内阻的电源,根据闭合电路欧姆定律进行计算。
本题难度:一般
3、简答题 电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起加热作用的是安装在锅

底平面的一系列粗细均匀半径不同的同心导体环(导体环的分布如图所示),导体环所用材料每米的电阻值为R0Ω,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn=nr0?(其中n=1,2,3,…,8,共有8个圆环,r0为已知量),如图所示。当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,该磁场在环状导体上产生的感应电动势规律为:e=S·2
sinωt(式中:e为瞬时感应电动势,S为环状导体所包围的圆平面的面积,ω为已知常数),那么,当电磁炉正常工作时,求:
(1)第n个导体环中感应电流的有效值表达式;
(2)前三条(靠近中心的三条)导体环释放的总功率有多大?
(3)假设导体环产生的热量全部以波长为λ的红外线光子辐射出来,?
那么第三条导体环上t秒钟内射出的光子数是多少?
(光速c和普朗克常数h为已知量,t>> 2π/ω)
参考答案:(1)rn/R0=
n (n=1,2,…,8)?(2)72πr30/R0?(3)N3=
本题解析:(1)根据法拉第电磁感应定律:
第n个环中的感应电动势最大值为:Enmax=2
r2n……………………….(1分)
第n个环的电阻为:Rn=2πrn·R0……………………………………….(1分)
因此第n个环中电流的最大值为:Inmax=Enmax/Rn=
rn/R0……………..(2分)
因此第n个环中电流的有效值为:
In=
?=rn/R0=
n (n=1,2,…,8).……………………………….(2分)
(2)由:P1=
……………………………………………………………………………..(2分)
和:Pn=I2nRn=n3P1………………………………………………………………....(2分)
前三个导电圆环,释放的总功率:
P=P1+P2+P3=(13+23+33)P1=72πr30/R0…………………………………………..(2分)
(3)设:t秒内辐射出的光子数为Nn,因为电能全部转化为光能:
∴I2nRnt=Nn·h
…………………………………………………………………….(2分)
c=λ
…………………………………………………………………………….(2分)
∴Nn=
n3………………………………………………………………………(1分)
第三条导体环上释放的光子数:N3=
…………………………………………………(1分)
本题难度:一般
4、选择题 矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动,当线圈通过中性面时,下列说法中正确的是( )

A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
D.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零
参考答案:在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大.此时线框切割速度与磁感线平行,则线圈中产生感应电动势最小,因此ABD错误,C正确;
故选C
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,且都倾斜着与水平面成夹角θ。在导轨的最上端M、P之间接有电阻R,不计其他电阻。导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨,当没有磁场时,ab上升的最大高度为H;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时,ab上升的最大高度为h。在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直,且初速度都相等。关于上述情景,下列说法正确的是

[? ]
A.两次上升的最大高度相比较为H<h
B.有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功
C.有磁场时,电阻R产生的焦耳热为
D.有磁场时,ab上升过程的最小加速度为gsinθ
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般