1、计算题 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,试求:

(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中,整个电路产生的焦耳热Q?
参考答案:
(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,
达到最大时则有 mgsinθ=F安 (1分) F安=ILB (1分)
其中R总=6R 所以 mgsinθ=
(2分)
解得最大速度
0; (2分)
(2)由能量守恒知,放出的电热 Q=
2S0sinα-
(2分)
代入上面的vm值,可得
本题解析:略
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径C始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论不正确的是?

[? ]
A.感应电流方向不变?
B.CD段直线始终不受安培力?
C.感应电动势最大值E=Bav?
D.感应电动势平均值
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场有理想边界,用力将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出,在其他条件不变的情况下(? )

A.速度越大,拉力做功越多
B.线圈边长L1越大,拉力做功越多
C.线圈边长L2越大,拉力做功越多
D.线圈电阻越大,拉力做功越多
参考答案:ABC
本题解析:因为是匀速拉出的,所以受到的拉力等于安培力,即
,所以速度越大,拉力就越大,拉力做功
,就越大,A正确,线圈边长L1越大,拉力做功越多,B正确,线圈边长L2越大,拉力做功越多,C正确,电阻越大,做功越小,D错误,
点评:做本题的关键是求出拉力做功的表达式,根据表达式分析,千万不能将两个边的作用弄反了
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角θ=30°,导轨电阻不计。磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1Ω。两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡电阻RL=4Ω,定值电阻R1=2Ω,电阻箱电阻R2=12Ω,重力加速度为g="10" m/s2,现闭合开关,将金属棒由静止释放,下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大,试求:

(1)金属棒下滑的最大速度vm;
(2)金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q。
参考答案:(1)30m/s(2)50J
本题解析:(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,达到最大时,则根据平衡条件有
mgsinθ=F安
又 F安=ILB,
,E=BLvm
R总=R1+r+
6Ω
联立解得最大速度:vm=30m/s
(2)由能量守恒知,mg?2S0sin30°=Q+
mvm2
解得,Q=50J
考点:法拉第电磁感应定律;能量守恒定律;
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒
可沿导轨自由滑动.导轨一端连接一个定值电阻R,导轨电阻可忽略不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉.若保持拉力恒定,当速度为
时,加速度为
,最终以速度
做匀速运动;若保持拉力的功率恒定,当速度为
时, 加速度为
,最终也以速度
做匀速运动,则(? )

A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:当拉力恒定时,
?
最终以
的速度做匀速运动,则
,代入
的表达式中得

当功率恒定时,
最终以
的速度做匀速运动,则
代入
的表达式中得
本题难度:简单