1、选择题 如图所示,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线框,线框上下边的距离小于磁场边界bd间距离,下边水平。线框从水平面a处由静止开始下落。已知磁场上下边界bd之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线框下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd,且线框匀速通过d水平面,则下列判断中正确的是

A.由于线框在c处速度大于b处的速度,根据安培力推导公式
,则Fc>Fb
B.由于线框在c处速度小于d处的速度,根据安培力推导公式
,则Fc< Fd
C.由于线框在b处速度小于d处的速度,根据安培力推导公式
,则Fb < Fd
D.以上说法均不正确
参考答案:C
本题解析:线框进入磁场和离开磁场过程均有一条边切割磁感线,感应电动势
,感应电流
,安培力
,其中通过水平面c 时,整个线框都在磁场中,没有磁通量变化没有感应电流所以无安培力选项A错,水平面c的安培力不能用
来计算选项C错。a到b为自由落体运动,从b点开始进入磁场,受到安培力作用,由于不知道速度和物体重力关系,无法判断安培力
是大于重力还是小于重力,所以无法判断此过程是加速过程还是减速过程,如果是加速运动过程,那么完全进入磁场后以加速度g继续加速,d 处速度一定大于b 处速度,如果是减速过程,当速度减小到安培力等于重力就会变为匀速,总之速度不可能减小为0,完全进入磁场后没有安培力,只有重力做功,由于bd之间的距离大于水平面a、b之间的距离,重力做功比ab段做功多,而且初速度不等于0,所以d 处速度一定大于b 处速度综上,无论进磁场过程加速还是减少,线框在b处速度都小于d处的速度,根据安培力推导公式
,则Fb < Fd 选项C对。
本题难度:一般
2、简答题 如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T,方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:

(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒所受的
安培力大小和方向;
(3)ab棒的加速度大小和方向。
参考答案:(1)0.4V
(2)0.16N,方向水平向左
(3)4.2m/s,方向水平向右
本题解析:(1)根据导体棒切割磁感线的电动势
,E=0.4V。
(2)由闭合电路欧姆定律得回路电流
,
ab受安培力F安= BIL = 0.16N,方向水平向左。
(3)根据牛顿第二定律得ab杆的加速度a =
,
得ab杆的加速度a = 4.2m/s,方向水平向右。
本题难度:简单
3、选择题 绕在铁芯上的线圈L组成如图甲所示的闭合回路,在线圈的正下方放置一封闭的金属环。线圈的右侧区域分布着变化的磁场,磁感应强度B的大小按图乙所示的哪种变化,才能使金属环受到向上的吸引力?(?)
参考答案:C
本题解析:要使金属环受到向上的吸引力,根据来拒去留,说明通电螺线管内的电流在减小,由法拉第电磁感应定律
,只要让磁感强度的变化率减小即可,C对;
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在水平面上固定一光滑金属导轨HGDEF,EF∥GH,DE=EF=DG=GH=EG=L.一质量为m足够长导体棒AC垂直EF方向放置于在金属导轨上,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.现对导体棒AC施加一水平向右的外力,使导体棒从D位置开始以速度v0沿EF方向做匀速直线运动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.

小题1:求导体棒运动到FH位置,即将离开导轨时,FH两端的电势差.
小题2:关于导体棒运动过程中回路产生感应电流,小明和小华两位同学进行了讨论.小明认?为导体棒在整个运动过程中是匀速的,所以回路中电流的值是恒定不变的;小华则认?为前一过程导体棒有效切割长度在增大,所以电流是增大的,后一过程导体棒有效切?割长度不变,电流才是恒定不变的.你认为这两位同学的观点正确吗?请通过推算证?明你的观点.
小题3:求导体棒从D位置运动到EG位置的过程中,导体棒上产生的焦耳热.
参考答案:
小题1:
小题2:见解析
小题3:
本题解析:

本题难度:一般
5、选择题 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成
角(0<
<90°),其中MN和PQ平行且间距为
,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒
棒接入电路的电阻为
,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,使棒
由静止开始沿导轨下滑,当流过
棒某一横截面的电量为
时,它的速度大小为
,则金属棒
在这一过程中:( )

A.棒
运动的平均速度大小为
B.滑行距离为
C.产生的焦耳热为
D.受到的最大安培力大小为