1、选择题 一个闭合线圈中没有感应电流产生,由此可以得出( )
A.此时此地一定没有磁场
B.此时此地一定没有磁场的变化
C.线圈一定没有切割磁感线
D.穿过线圈平面的磁通量一定没有变化
参考答案:D
本题解析:闭合线圈中没有感应电流产生,一定是磁通量没有发生变化,可能是不存在磁场,也可能是磁场在变化,线圈的面积也在变化,还可能是线圈全部在匀强磁场中做切割磁感线运动,故选D
点评:闭合线圈中没有感应电流产生,一定是磁通量没有发生变化,
本题难度:一般
2、简答题 据报道,我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a,高为b的长方形,使磁场沿z轴正方向穿过导体,导体中通有沿y轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e.金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动.
(1)金属导体前后两个侧面(x=a为前侧面,x=0为后侧面)哪个电势较高?
(2)在实现上述稳定状态之后,如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为U,若通过导体内的磁场可以认为是匀强的,则由此求出磁感应强度B的大小为多少?
参考答案:(1)由左手定则可判知,运动电荷所受洛仑兹力沿x轴正方向,即电子偏向前侧面,所以后侧电势高.?
(2)∵电子匀速直线运动,∴F洛=f洛即:eUa=Bev
又:I=neabv?
联解上式得:B=nebUI
答:(1)金属导体前后两个侧面后侧电势较高;
(2)磁感应强度B的大小为B=nebUI.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示存在范围足够大的磁场区,虚线OO′为磁场边界,左侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B1,右侧为竖直向上的磁感应强度为B2的匀强磁场区,B1=B2=B。有一质量为m且足够长的U形金属框架MNPQ平放在光滑的水平面上,框架跨过两磁场区,磁场边界OO′与框架的两平行导轨MN、PQ垂直,两导轨相距L,一质量也为m的金属棒垂直放置在右侧磁场区光滑的水平导轨上,并用一不可伸长的绳子拉住,绳子能承受的最大拉力是F0,超过F0绳子会自动断裂,已知棒的电阻是R,导轨电阻不计,t=0时刻对U形金属框架施加水平向左的拉力F让其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动。
(1)求在绳未断前U形金属框架做匀加速运动t时刻水平拉力F的大小;绳子断开后瞬间棒的加速度。
(2)若在绳子断开的时刻立即撤去拉力F,框架和导体棒将怎样运动,求出它们的最终状态的速度。
(3)在(2)的情景下,求出撤去拉力F后棒上产生的电热和通过导体棒的电量。
参考答案:解:(1)对框架v=at
E=BLv=BLat
安培力
F-F安=ma
绳子断开时刻绳子拉力F0=F安
棒的加速度。
(2)绳子断裂时刻
框架速度
以后框架减速,棒向右加速,当两者速度大小相等时回路磁通量不再变化,一起匀速运动。
由于框架和棒都是受安培力作用,且质量相等,所以任意时刻加速度大小相等,相等时间内速度变化的大小也相等,最终速度都是v,
v0-v=v-0,。
框架向左匀速,棒向右匀速。
(3)撤去拉力F后系统动能减少等于回路消耗电能,即棒上产生电热
对棒F安=BIL=ma,
Δt时间速度变化
速度由零增加到v过程,
。
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如下图示,闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速滚下, 又沿曲面的另一侧上升,则 (? )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
参考答案:BD
本题解析:若是匀强磁场,穿过小球的磁通量不变,没有感应电流产生,机械能守恒,高度不变,则环在左侧滚上的高度等于h.故A错误,B正确.若是非匀强磁场,闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流,机械能减小转化为内能,高度减小,则环在左侧滚上的高度小于h.故C错误,D正确.
故选BD
点评:若是匀强磁场,闭合小金属球中没有感应电流产生,机械能守恒,高度不变.若是非匀强磁场,闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流,机械能减小转化为内能,高度减小.
本题难度:一般
5、选择题 不定项选择
某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s。下列说法正确的是( ? )
A.电压表记录的电压为5mV
B.电压表记录的电压为9mV
C.河南岸的电势较高
D.河北岸的电势较高
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:一般