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1、简答题 金属滑杆ab连着一弹簧,水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上,如图所示,垂直cd与ef有匀强磁场,磁场方向如图所示,合上开关S,弹簧伸长2cm,测得电路中电流为5A,已知弹簧的劲度系数为20N/m,ab的长为L=0.1m.求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少?

参考答案:ab受到的安培力F=BIL,弹簧的弹力f=k△x,
由平衡条件得:BIL=k△x,
解得:B=k△xIL=20×0.025×0.1=0.8T;
答:匀强磁场的磁感应强度的大小是0.8T.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是 v ,第二次拉出速率是 2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是 ,拉力功率之比是 ,线框产生的热量之比是 ,通过导线截面的电量之比是 。
参考答案:1:2 1:4 1:2 1:1
本题解析:线框被匀速拉出,拉力与安培力相等即
可得
拉力的功率为
可得
线框产生的热量
可得
通过导线截面的电量
可得
考点:法拉第电磁感应定律的应用
点评:电磁感应问题,有时从能量角度思考解决显得比较简单。克服安培力做功,就有电能产生,如果安培力做功,就有电能转化为其他形式的能。
本题难度:一般
3、计算题 (6分)如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽L=0.5 m框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1 T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100 g,电阻为1 Ω.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2)
?
参考答案:E=3.2 J
本题解析:金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度达到最大,根据平衡条件得mg=
?①?
在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E,由能量守恒定律得?
mgh=
+E ②?
通过导体某一横截面的电量为q=
?③?
E=mgh-
=4J-0.8J=3.2 J
本题难度:一般
4、选择题 如图所示的异形导线框,匀速穿过一匀强磁场区,导线框中的感应电流i随时间t变化的图象是(设导线框中电流沿abcdef为正方向) (?)


参考答案:D
本题解析:当线圈向右匀速运动时,ef边先进入磁场,切割磁感线由右手定则可判断电流方向为f到e,即为负方向,AB错;当de边进入磁场后,切割磁感线的长度变长,由
得感应电动势变大,感应电流变大,仍为负方向,当运动到ef边离开磁场时,由楞次定律知线圈中产生的感应电流的方向与进入时反向,即为正方向,且大小与进入时的大小相等,当de边离开磁场时仍与进入时的大小相等,方向相反为正方向,C错,D对。
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,半径为r的n匝圆形线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场仅在正方形区域内且垂直穿过正方形所在平面,当磁感应强度以
的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势大小为( )
A.πr2?
B.L2?
C.nπr2?
D.nL2?

参考答案:由题意知,线圈磁通量的变化率△Φ△t=△B△tS=△B△t?L2;根据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小为:
E=n△Φ△t=n△B△t?L2;
故选:D
本题解析:
本题难度:一般
It is not the lofty sails but the unseen wind that moves the ship. 推动船的不是高大的帆,而是无形的风。