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1、选择题 如图所示,圆环a和圆环b的半径之比为2:1,两环用同样粗细、同种材料制成的导线连成闭合回路,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度变化率恒定.则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下,M、N两点的电势差之比为( )

A.4:1
B.1:4
C.2:1
D.1:2
参考答案:a环与b环的半径之比为2:1,故周长之比为2:1,根据电阻定律R=ρLS,电阻之比为2:1;
M、N两点间电势差大小为路端电压,为:U=RR+rE;
磁感应强度变化率恒定的变化磁场,故根据法拉第电磁感应定律公式E=n△?△t=△B△t?S,得到两次电动势的大小之比为4:1;
故两次的路段电压之比为U1:U2=RaRa+RbE:RbRa+RbE=Ra:Rb=2:1,故C正确,ABD错误;
故选:C.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图10所示,宽度
、足够长的平行此光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直。一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计。电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,重力加速度g取10m/s2。当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动。

(1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小;
(2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度
=5.0m/s2时,导体棒产生感应电动势的大小;
(3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小。
参考答案:(1)F1=0.20N?(2)E1=1.5V? (3)vm=30m/s
本题解析:(1)当S1闭合,S2断开时,
导体棒静止,通过导体棒的电流
A? ………………………2分
此时导体棒所受安培力 F1=BI1L=0.20N……2分
(2)当S1闭合,S2断开时,导体棒静止,
有G=F1=0.20N…………………………………2分
设S1断开,S2闭合的情况下,导体棒加速度a=5.0m/s2时,其所受安培力为F2,速度为v1,通过导体棒的电流为I2,导体棒产生的感应电动势为E1。
根据牛顿第二定律有G-F2=ma,解得F2=0.10N…………………2分
由F2=BI2L,解得I2=1.0A…………………………………2分
根据欧姆定律有E1= I2R,解得E1=1.5V……………………2分
(3)将S1断开,S2闭合,导体棒由静止开始运动,当导体棒所受重力与安培力平衡时,导体棒的速度达到最大,设最大速度为vm。……………2分
所以有
,解得
m/s……………2分
本题难度:一般
3、简答题 如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把来源:91考试网 www.91eXam.org铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路,R1、R2是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点,被拉起到水平位置;合上开关K,无初速度释放小球,小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.已知:磁感应强度为B;a的角速度大小为ω,长度为l,电阻为r;R1=R2=2r,铜环电阻不计;P、Q两板间距为d;带电的质量为m、电量为q;重力加速度为g.求:
(1)P、Q间电场强度E的大小;
(2)小球通过N点时对细线拉力T的大小.

参考答案:(1)导体棒a转动切割磁感线,由法拉第电磁感应定律得电动势大小:
E=△Φ△t=12Bl2ω△t△t=12Bl2ω…①
由闭合电路欧姆定律:I=ER1+R2+r…②
由欧姆定律可知,PQ的电压为:UPQ=IR2 …③
故PQ间匀强电场的电场强度大小:E=UPQd…④
联立①②③④,代入R1=R2=2r,可得:E=Bl2ω5d… ⑤
(2)设细绳长度为L,小球到达N点时速度为v,
由动能定理可得:mgL-qEL=12mv2…⑥
由牛顿第二定律得:T-mg=mv2L…⑦
由⑤⑥⑦得:T=3mg-2qBl2ω5d…⑧
答:(1)P、Q间电场强度E的大小为Bl2ω5d;
(2)小球通过N点时对细线拉力T的大小为3mg-2qBl2ω5d.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中,长为0.5 m的导体棒AB在金属框架上以10 m/s的速度向右滑动,R1=R2="20" Ω,其他电阻不计,则流过导体棒AB的电流是A.
参考答案:0.1
本题解析:棒AB的电动势E=BLv=0.2×0.5×10 V="1" V
流过AB的电流I=
?A="0.1" A.
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,MN和PQ为两个光滑的水平金属导轨(电阻不计),变压器为理想变压器,今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场,则以下说法正确的是( )

A.若ab棒匀速运动,则IR=0,IL=0,IC=0
B.若ab棒在某一中心位置做往复运动,IR≠0,IC=0
C.若ab棒固定,磁场按B=Bm sinωt的规律变化,则IR≠0,IL≠0,IC≠0
D.若ab棒做匀加速运动,IR≠0,IL≠0,IC≠0
参考答案:AC
本题解析:A.若ab棒匀速运动,则ab棒切割磁场产生的电流时恒定的,线圈产生的磁通量也是恒定的,不会引起副线圈的磁通量的变化,所以副线圈不会有感应电流产生,所以副线圈的电流全为零,即IR=0,IL=0,IC=0所以A正确;B、C.当ab棒的速度随时间的变化规律是v=vmsinωt时,根据感应电动势E=BLv可知,ab棒产生的电动势是按照正弦规律变化的,是交流电,所以副线圈能够产生正弦式的感应电动势,所以副线圈的电流都不为零,所以C正确,B错.D.若ab棒做匀加速运动,在原线圈中会产生不断增大的电动势,原线圈的磁通量在增加,所以副线圈能够产生感应电流,但是,由于原线圈的电流是均匀增加的,在副线圈中产生的感应电流是恒定的,所以IR≠0,IL≠0,由于电容器有通交流阻直流的特点,所以电容器中不会有电流即,IC=0所以D错误.故选BC.
本题难度:一般