1、选择题 如图所示电路中,均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内,三个电阻阻值之比
∶
∶
=1∶2∶3,其他部分电阻不计.当
断开,而
、
闭合时,回路中感应电流为I,当
断开,而
、
闭合时,回路中感应电流为5I,当
断开,而
、
闭合时,可判断

A.闭合回路中感应电流为4I
B.闭合回路中感应电流为7I
C.
、
消耗的功率之比
∶
为3∶1
D.上下两部分磁场的面积之比
∶
为3∶25
参考答案:BD
本题解析:当
、
闭合,
断开时,有
;同理,当
、
闭合,
?断开时有
,当
、
闭合,
断开时有
.又
∶
∶
=1∶2∶3,设
、
、
的电阻分别为R、2R、3R,又根据磁场的分布知
=
+
,联立以上各式解得
=7I,A错误B正确;当
断开,而
、
闭合时,
、
组成串联回路,由
可知
∶
=
∶
=1∶3,C错误;而
,
,则上下两部分磁场的面积之比为3∶25,D正确.
本题难度:一般
2、简答题 随着越来越高的摩天大楼在各地的落成,至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这些钢索会由于承受不了自身的重量,还没有挂电梯就会被扯断。为此,科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1= B2=1T,两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为5×103kg,所受阻力Ff=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻R=9.5×10-4Ω,假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动,那么,

(1)磁场向上运动速度v0应该为多大?
(2)在电梯向上作匀速运动时,为维持它的运动,外界必须提供能量,那么这些能量是由谁提供的?此时系统的效率为多少?
参考答案:(1)?13m/s?(2)?76.2%
本题解析:(1)当电梯向上用匀速运动时,金属框中感应电流大小为
?
?①(2分)
金属框所受安培力
?②(2分)
安培力大小与重力和阻力之和相等,所以
?③(2分)
由①②③式求得:v0="13m/s.?" (1分)
(2)运动时电梯向上运动的能量由磁场提供的.?(1分)
磁场提供的能量分为两部分,一部分转变为金属框的内能,另一部分克服电梯的重力和阻力做功.当电梯向上作匀速运动时,金属框中感应电流由①得:
? I =1.26×104A?(1分)
金属框中的焦耳热功率为:P1 = I2R =1.51×105W?④(1分)
而电梯的有用功率为:P2 = mgv1=5×105W?⑤(1分)
阻力的功率为:P3 = Ff v1=5×103W?⑥(1分)
从而系统的机械效率
=
%?⑦(1分)
=76.2%?⑧?(1分)
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在光滑水平面的分界线MN的右侧空间存在一个范围足够大的匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,MN左侧有一个矩形导线框abcd,线框在水平恒力F作用下向右运动并进入MN右边的磁场区域,设ad、bc两边进入磁场的时刻分别为t1、t2,ad边始终与分界线MN平行,线框进入磁场过程中形状不变,则下列四个图象可能反映线框向右运动过程中速度V随时间t变化的规律的是( )
A.
B.
C.
D.