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1、简答题 如图,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L,右边两导轨间的距离为L,左右部分用导轨材料连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。ab、cd两均匀的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间,ab棒的质量为2m,电阻为2r,cd棒的质量为m,电阻为r,其它部分电阻不计。原来两棒均处于静止状态,cd棒在沿导轨向右的水平恒力F作用下开始运动,设两导轨足够长,两棒都不会滑出各自的轨道。


⑴试分析两棒最终达到何种稳定状态?此状态下两棒的加速度各多大?
⑵在达到稳定状态时ab棒产生的热功率多大?
?
参考答案:(1)两棒最终处于匀加速运动状态?
?
?
(2)
本题解析::⑴cd棒由静止开始向右运动,产生如图所示的感应电流,设感应电流大小为I,cd和ab棒分别受到的安培力为F1、F2,速度分别为v1、v2,加速度分别为a1、a2,则
?①?
F1="BIL?" F2=2BIL ?②?
?
?
?③?

开始阶段安培力小,有a1>a2,cd棒比ab棒加速快得多,随着(v1-2v2)的增大,F1、F2增大,a1减小、a2增大。当a1=2a2时,(v1-2v2)不变,F1、F2也不变,两棒以不同的加速度匀加速运动。将③式代入可得两棒最终作匀加速运动加速度:
?
?④?
⑵两棒最终处于匀加速运动状态时a1=2a2,代入③式得:
?⑤?
此时ab棒产生的热功率为:
?⑥
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,将条形磁铁分别以速度v和2v插入线圈,电流表指针偏转角度

[? ]
A.以速度v插入时小些
B.以速度2v插入时大些
C.一样大
D.不能确定
参考答案:AB
本题解析:
本题难度:简单
3、实验题 如图所示G为指针在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况.今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是_________________;图(3)中电流计的指针从中央向________________偏转;图(4)中的条形磁铁上端为______________极.
参考答案:向下向正接线柱一侧N
本题解析:由(1)图可以看出,电流从负接线柱流入灵敏电流表时,指针向负接线柱一侧偏转.
图(2)中螺旋管中的电流是从上端流向下端,由安培定则可以判断出螺旋管上端是S极,再根据楞次定律知磁铁向下运动;同理可以判出图(3)中,螺旋管上端是应是N极,螺旋管中的电流是从下端流向上端,灵敏电流表指针向正接线柱一侧偏转;图(4)中螺旋管的上端应是N极,据楞次定律可知磁铁上端是N极.
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程
,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。现有一足够长、质量m=0.10 kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2,求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量。

参考答案:
解:(1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大
金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值。因此接入电路的金属棒的有效长度为
,Lm=xm=0.5m
,Em=3.0V

且
?
A
(2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外
,
N
,
N
(3)金属棒MN在运动过程中,产生的感应电动势
?
有效值为
金属棒MN滑过导轨OC段的时间为t
,
m,
s?
滑过OC段产生的热量
,
J
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 金属杆ab水平放置在某高处,当它被平抛进入方向坚直向上的匀强磁场中时(如图所示),以下说法中正确的是

[? ]
A.运动过程中感应电动势大小不变,且Ua>Ub
B.运动过程中感应电动势大小不变,且Ua<Ub
C.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且Ua>Ub
D.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且Ua<Ub
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
A past mistake of one serves as a good lesson to all. 一人之失,百人之师。