1、简答题 如图所示的U形导轨水平放置,导轨宽l=1m,左端连接阻值为0.4Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量
m=48g的重物,图中L=1.6m.开始时重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B0=0.05T,并且以
=0.05T/s的变化率在增大.不计摩擦阻力(g取10m/s2),求
(1)至少经过多长时间才能将重物吊起?
(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为多少?
参考答案:(1)以MN为研究对象,有BIL=FT;
以重物为研究对象,有FT+FN=mg,由于B在增大,安培力BIL增大,绳的拉力FT增大,地面的支持力FN减小,当FN=0时,此时
I=△BS△t(r+R)=0.16A
BIL=mg
解得B=3T.
则t=B-B0△B△t=59s.
(2)根据Q=I2Rt得,
Q=0.162×0.4×59≈0.6J.
答:(1)经过59s才能将重物吊起.
(2)当重物刚要被吊起时,在电阻R上产生的热量为0.6J.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内,长直导线中电流i随时间变化,使线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。图中箭头表示电流i的正方向,则i随时间t变化的图线可能是, ?(?)


A.?B.?C.?D.
参考答案:A
本题解析:使线框中感应电流总是沿顺时针方向,原因有两个,一个是垂直向里的磁通量减小,一个是垂直向外的磁通量增加,A中电流先正向减小,根据右手螺旋定则可得导线在线圈中产生的磁通量在垂直向里减小,然后电流向下增大,根据右手螺旋定则可得导线在线圈中产生的磁通量在垂直向外增大,过程中安培力先向左后向右,符合题意,A正确,
B中电流先向下减小后向上增大,即线圈的磁通量垂直向外减小后向里增大,不符合题意,B错误,
C中电流向上一直减小,在线圈中产生的感应电流为顺时针,但是安培力方向不变,不符合题意,C错误,
D中电流一直向下减小,即线圈中的磁通量垂直向外减小,产生逆时针电流,不符合题意,D错误
点评:做此类题目需要先根据电流方向判断磁通量方向,根据电流变化,判断感应电流方向,然后根据条件判断
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,竖直向上的匀强磁场磁感应强度B0=0.5T,并且以
=1T/s在变化,水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计,导轨宽为0.5m.在导轨上l=0.8m处搁一金属棒,其电阻R0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg?的重物,电阻R=0.4Ω.问:
(1)感应电流的方向以及感应电流的大小;
(2)经过多长时间能吊起重物(g=10m/s2).
参考答案:(1)感应电流的方向:顺时针绕向?
ε=△?△t=ld△B△t=0.8×0.5×1=0.4V?
感应电流大小:I=εR0+R=0.40.4+0.1=0.8A?
(2)由感应电流的方向可知磁感应强度应增加:B=B0+△B△t?t
安培力?F=BId=(B0+△B△t?t)Id
要提起重物,F≥mg,(B0+△B△t?t)Id=mg
t=(mgId-B0)△B△t=(2×100.8×0.5-0.5)1=49.5?s?
答:(1)感应电流的方向:顺时针绕向以及感应电流的大小为0.8A;
(2)经过49.5s时间能吊起重物.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,两匀强磁场分别分布在宽度均为a的相邻区域内,它们的磁感应强度大小相等,方向相反(左边磁场方向垂直纸面向内)。现有一直角边边长为
a的等腰直角三角形导线框,从图示位置以水平向右的恒定速度穿越该场区,若以线框中逆时针方向为电流正方向,则下列图线中能正确描述该过程内线框中感应电流i与时间t的关系的是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘;a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内;转动铜盘,可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω。则下列说法正确的是

[? ]
A.回路中有大小和方向周期性变化的电流
B.回路中电流大小恒定,且等于
C.回路中电流方向不变,从b导线流进灯泡,再从a导线流向旋转的铜盘
D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般