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1、计算题 个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB"平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端BB",设金属框在下滑时即时速度为v,与此对应的位移为s,那么v2-s图像如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问:
(1)分析v2-s图像所提供的信息,计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d。
(2)匀强磁场的磁感应强度多大?
(3)金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?
(4)现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端BB"静止开始沿斜面向上运动,匀速通过磁场区域后到达斜面顶端。试计算恒力F做功的最小值。

参考答案:解:(1)s=0到s=1.6 m由公式v2=2as
该段图线斜率k=
=10,所以a=5m
根据牛顿第二定律mgsinθ=ma,
=0.5,θ=30°
由图得从线框下边进磁场到上边出磁场均做匀速运动,所以△s=2L=2d=(2.6-1.6)m=1 m,d=L=0.5m
(2)线框通过磁场时,v12=16,v1=4 m/s
此时F安=mgsinθ,
=mgsinθ,
=0.5 T
(3)
s=0.8 s
s=0.25 s
s3=(3.4-2.6)m=0.8 m
s3=v1t3+
at32,t3=0.2 s
所以t=t1+t2+t3=(0.8+0.25+0.2)s=1.25 s
(4)未入磁场F-mgsinθ=ma2,进入磁场F=mgsinθ+F安
∴F安=ma2,
,v=
=2 m/s,F安=
=0.25N
最小功WF=2dF安+mg(s1+s2+s3)sinθ=
+mg(s1+s2+s3)sinθ=1.95 J
本题解析:
本题难度:困难
2、计算题 如图所示,匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化。处于磁场外的电阻R1=3.5Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,开关S开始时未闭合,求:
(1)闭合S后,线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率;
(2)闭合S一段时间后又打开S,则S断开后通过R2的电荷量为多少?

参考答案:解:(1)线圈中感应电动势
通过电源的电流强度
线圈两端M、N两点间的电压
电阻R2消耗的电功率
(2)闭合S一段时间后,电路稳定,电容器C相当于开路,其两端电压UC等于R2两端的电压,即
?
电容器充电后所带电荷量为
当S再断开后,电容器通过电阻R2放电,通过R2的电荷量为
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 电磁感应现象中的感应电流大小由______定律来计算,而感应电流的方向用楞次定律或______定则来判断(内容:伸开______手,使大拇指和其余四指______,让磁感线从______进入,大拇指所指的方向是______的方向,四指所指的方向是______的方向).
参考答案:法拉第电磁感应定律,可确定感应电动势的大小,再根据闭合电路欧姆定律,即可求解感应电流的大小;
对于感应电流的方向,可由楞次定律判定,或右手定则.
右手定则的内容:伸开右手,让大拇指和其余四指在同一平面内,使磁感线从掌心进入,大拇指所指的方向是运动的方向,四指所指的方向是感应电流的方向.
故答案为:法拉第电磁感应;右手;右;在同一平面内;掌心;运动;感应电流.
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为
P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为
,质量分别为
和
的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:

(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度
。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)
串联,所以渡过
的电流
所受安培力
。故棒
?的加速度
。
(2)当
所受安培力
时,棒有最大速度
,此时电路中电流为
由以上几式得:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,矩形线框abcd与磁场方向垂直,且一半在匀强磁场内,另一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列方法中不可行的是( )
A.将线框abcd平行于纸面向左平移
B.以中心线OO′为轴转动
C.以ab边为轴转动60°
D.以cd边为轴转动60°