1、简答题  如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正），求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；
（4）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）；
（5）某同学说：“该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈中应该没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何解释这个问题呢？”对这个问题说说你的看法．

参考答案：（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为 v=△x△t=0.8 m/s?
线圈做切割磁感线E=2nπrBv=2×20×3.14×0.1×0.2×0.8=2 V?
（2）感应电流 I=ER1+R2=0.2 A?
电流图象如右图?


? （3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力．
F推=F安=nILB=2nIp rB=2×20×0.2×3.14×0.1×0.2=0.5 N．?
? （4）发电机的输出功率即灯的电功率．P=I2R2=0.22×8 W=0.32 W?
? （5）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了．
故本题答案：（1）2V．（2）如图．（3）0.5N．（4）0.32W．（5）磁感线是闭合曲线，在磁铁的内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈，线圈中的磁通量不为0，运动的过程中，磁通量发生变化．

本题解析：

本题难度：一般

2、计算题  三个电荷量均为Q(正电)的小球A、B、C质量均为m，放在水平光滑绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，其边长为L，如图所示，求：

(1)在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处于静止状态？其电荷量是多少？
(2)若中心电荷带电荷量在(1)问基础上加倍，三个带电小球将加速运动，求其加速度大小．

参考答案：（1）负电，为q＝Q?（2）

本题解析：(1)由几何关系知：r＝＝＝L，A球受力平衡，
有F2＝＝F1＝2Fcos30°?其中F＝，所以q＝Q，由F2的方向知q带负电．
(2)当q′＝2q时，F2′＝2F2?A球的合力F合＝F2′－F1＝2F2－F1＝F1＝
由牛顿第二定律：a＝＝.
点评：此题的综合能力的要求较高，需要牢记并会应用电场力的计算公式，会进行受力分析，并且能熟练运用牛顿第二运动定律

本题难度：一般

3、选择题  在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示．磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示．0～1.0s内磁场方向垂直线框平面向下．若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的（　　）
A．

B．

C．

D．