1、计算题 如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为
的绝缘斜面上,两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,经过足够长的时间后,金属杆达到最大速度vm。导轨和金属杆接触良好,导轨和金属杆的电阻可忽略,不计一切摩擦,已知重力加速度为g。
(1)求磁感应强度的大小;
(2)金属杆在加速下滑过程中,当速度达到v1且v1<vm时,求此时杆的加速度大小;?

参考答案:解:(1)mgsin
? I=
? B=
(2)mgsin
? a=gsin
本题解析:
本题难度:一般
2、作图题 (1)如图所示为一列沿x轴负方向传播的横波,请在图上标出该时刻质点P与点Q的振动方向。

(2)如图所示,竖直放置的平行导轨上搁置了一根与导轨接触良好的金属棒ab,水平方向的匀磁场强垂直穿过导轨平面,请在图上标出当金属棒ab下落时,ab棒中感应电流的方向和ab棒所受的磁场力方向。
参考答案:(1)P向下;Q向上(2)

本题解析:(1)波向左传播,根据走坡法可得P向下;Q向上
(2)向下运动时根据楞次定律,穿过abR的磁通量增大,产生的感应电流从a到b,根据左手定则,电流方向向右,磁场方向垂直向里,可得安培力向上,如图所示

考点:考查了机械波的传播,安培定则,安培力
本题难度:一般
3、计算题 在倾角为α的光滑斜轨上,放有一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒,如图所示.
(1)欲使导体棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?方向如何?
(2)欲使导体棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场的磁感应强度B的大小是多少?方向如何?

参考答案:解:(1)导体棒在光滑斜轨上除受重力和支持力外,还受安培力的作用.为使其静止在斜面上,最小安培力的方向应沿斜面向上,导体棒受力如图所示,由左手定则可知,磁场方向应垂直于斜面向上

由平衡条件可知:BIL= mgsinα
所以磁感强度的最小值为
?
(2)通电导线静止在斜轨上,且对斜面无压力时,只受重力和安培力作用,故安培力应竖直向上,所加匀强磁场应水平向左,其受力情况如图所示

由平衡条件得:B"IL=mg
所以磁感应强度的大小为:
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (12分) 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L,导轨平面与水平面间的夹角θ,所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨和金属棒接触良好,不计导轨和金属棒ab的电阻,重力加速度为g。若在导轨的M、P两端连接阻值R的电阻,将金属棒ab由静止释放,则在下滑的过程中,金属棒ab沿导轨下滑的稳定速度为v,若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器,仍将金属棒ab由静止释放,金属棒ab下滑时间t,此过程中电容器没有被击穿,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度的大小为多少?
(2)金属棒ab下滑ts末的速度?
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)若M,P间接电阻R时,金属棒做变加速运动,当a=0时,金属棒做匀速运动,速度大小为v,则感应电动势E="BLv" ①
通过棒的电流
②
棒所受的安培力为FB=BIL③
由平衡条件可得:mgsinθ="BIL" ④
联立以上各式可得:
(2)设金属棒下滑的速度大小为v’时,经历的时间为t,通过金属棒的电流为i,则感应电动势:E’=BLv’⑥
平行板电容器的两极板之间的电势差为:U=E’⑦
此时电容器极板上积累的电荷量为Q:Q=CU⑧
设再时间间隔(t,t+△t)内,流经金属棒的电荷量为△Q,则
⑨
△Q也是平行板电容器极板在时间△t间隔内增加的电荷量,由以上各式得:
⑩
其中
(11)
解得i="CBLa" (12)
金属棒所受的安培力
(13)
由牛顿第二定律可得:
(14)
由以上各式可得:
(15)
所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动,ts末的速度vt="at" 即
(16)
考点:法拉第电磁及牛顿定律的综合应用。
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,一根通电直导线被水平悬挂在磁铁中心的正上方处,保持导线跟磁铁垂直。导线中通有如图中所示电流,磁铁保持静止状态。以下判断正确的是( )
A.磁铁受到向右的摩擦力作用
B.磁铁不受摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力大于自身的重力
D.磁铁对桌面的压力小于自身的重力