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1、选择题 一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是(?)

A.线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B.线框进入磁场过程一定是减速运动
C.线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D.线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样
参考答案:CD
本题解析:(1)ab边进入磁场时,由右手定则可知,产生的感应电流b→a,a相当于电源的正极,b相当于电源的负极,所以a点的电势比b点高,A错;
(2)设ab边进入磁场时速度为v,线框电阻为R,根据楞次定律,线框必将受到沿斜面向上的安培力
当
时,
,线框往下做减速运动;
当
时,
,线框往下做匀速运动;
当
时,
,线框往下做加速运动;
可见,B错误;
(3)根据能量守恒定律,线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能,C对;
(4)
, q只与B、S、R有关,与其他因素无关,所以通过线框导线横截面的电量相同,D对。
本题难度:简单
2、选择题 如图所示的匀强磁场中有一个闭合线圈.保持线圈平面始终与磁感线垂直,当线圈在磁场中上下运动时(图①),当线圈在磁场中左右运动时(图②),先把弹簧线圈撑开(图③),后放手让线圈收缩(图④).其中能产生感应电流的图是(? )

A.图①②
B.图②③
C.图③④
D.图①④
参考答案:C
本题解析:线圈自下向上运动,穿过线圈的磁通量没变,所以没有产生感应电流,AD错误;线圈自左向右运动,因为是匀强磁场,穿过线圈的磁通量没变,所以没有产生感应电流,故B错误;线圈扩张或者缩小,导致穿过线圈的磁通量变化,从而产生感应电流,故C正确;
点评:穿过线框的磁通量变化有几种方式,有磁场变化导致磁通量变化,也有面积变化导致磁通量变化,还有磁场与面积均变化导致磁通量变化的,最后有磁场与面积均没有变,而是放置的角度变化导致磁通量变化.
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l =0.2m,在导轨的一端接有阻值为R = 0.5Ω的电阻,在X ≥ 0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B = 0.5T。一质量为m = 0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进人磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力 F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a = 2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:

(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F方向与初速度v0取值关系
参考答案:(1)感应电动势E= B l v,?(1分)?
感应电流 I=E/R ?(1分)? I = 0时,v = 0 ?(1分)?
此时,
=1(m)?(2分)
(2)初始时刻,金属直杆切割磁感线速度最大,产生的感应电动势和感应电流最大
?(1分)
当感应电流为最大值的一半时,
(1分)
安培力
= 0.02 N?(2分)
向右运动时:F + f = m a F = m a - f = 0.18 N,方向与x轴正方向相反(2分)
向左运动时:F - f = m a F = m a + f = 0.22 N,方向与x轴正方向相反(2分)
(3)开始时 v = v0 ,
F + f = m a F = m a - f =
?(4分)
∴当v0 <
?= 10 m/s 时,F >0,方向与x轴正方向相反?(2分)
当v0 >
?= 10 m/s 时,F <0,方向与x轴正方向相同?(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在垂直于纸面足够大范围内的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2是线圈的对称轴.应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( )
A.向左或向右平动
B.向上或向下平动
来源:91考试网 91eXAm.orgC.垂直于纸面向里平动
D.绕O1O2转动