1、选择题 如图,矩形闭合线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界OO’平行,线框平面与磁场方向垂直。设OO’下方磁场磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律

A.

B.

C.

D.

参考答案:A
本题解析:
t1时刻ab边未进入磁场前,线框只受重力作用做自由落体运动,t2时刻全部进入磁场后线圈没感应电流,不受安培力作用,线框继续做自由落体运动。t1时刻ab进入磁场时,线框受重力和向上的安培力作用,因
,其安培力大小与线框速率有关,如果ab边刚进入磁场时的安培力等于线框重力,则进入磁场后做匀速直线运动,其v-t图象如选项D所示;如果ab边刚进入磁场时的安培力小于线框重力,此时加速度大小
,方向向下,线框做加速运动,因F增大,所以加速度减小,即线框做加速度减小的加速运动,其v-t图象如选项C所示;如果ab边刚进入磁场时的安培力大于线框重力,此时加速度大小
,方向向上,线框做减速运动,因F减小,所以加速度减小,即线框做加速度减小的减速运动,直至匀速直线运动,其v-t图象如选项B所示;选项A表示t1时刻以后线框做加速度增大的减速运动,是不可能的。
本题难度:一般
2、选择题 长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF用导线相连,如图所示,不考虑导线电阻,此装置匀速进入匀强磁场的过程中(匀强磁场垂直纸面向里,宽度大于AE间距离),AB两端电势差u随时间变化的图像可能是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,宽度为L="0.20" m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻。在cd右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B="0.50" T。一根质量为m="10" g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好。现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将钩码从图示位置由静止释放。当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h="0.3" m。已知导体棒ab进入磁场时恰做v="10" m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g="10" m/s2。

求:(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小?
(2)挂在细线上的钩码的质量?
(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量?
参考答案:(1) 1A(2) 0.01 kg? (3) 0.477 J
本题解析:(1)感应电动势为E="BLv=1.0" V? (2分)
感应电流I=
A=1A? (2分)
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,则有
BIL=Mg?(2分)
所以M
kg="0.01" kg? (2分)
(3)导体棒移动0.3 m所用的时间为t=
="0.03" s? (1分)
根据焦耳定律,Q1=I2(R+r)t="0.03" J(或Q1="Mgh=0.03" J)(1分)
根据能量守恒,Q2=
mv2="0.5" J? (1分)
电阻R上产生的热量Q=(Q1+Q2)
="0.477" J? (1分)
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,一直角三角形金属框,向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场,磁场仅限于虚线边界所围的区域内,该区域的形状与金属框完全相同,且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上。若取顺时针方向为电流的正方向,则金属框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图像是下图中的

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是:


参考答案:A
本题解析:在0-1s内,根据法拉第电磁感应定律,E=n
=n
=nB0S.根据楞次定律,感应电动势的方向与图示箭头方向相同,为正值;在1-3s内,磁感应强度不变,感应电动势为零;在3-5s内,根据法拉第电磁感应定律,E′=n
=n
=
=
.根据楞次定律,感应电动势的方向与图示方向相反,为负值.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
本题难度:一般