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1、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
2、选择题 如右图所示,AB、CD为两个平行的、不计电阻的水平光滑金属导轨,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中.AB、CD的间距为L,左右两端均接有阻值为R的电阻.质量为m长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上,与导轨接触良好,并与轻质弹簧组成弹簧振动系统.开始时,弹簧处于自然长度,导体棒MN具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,导体棒MN第一次运动到最右端,这一过程中AC间的电阻R上产生的焦耳热为Q,则( )

A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为
B.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生的焦耳热为2Q/3
C.当导体棒第一次到达最右端时,弹簧具有的弹性势能为
-2Q
D.当导体棒再次回到初始位置时,AC间电阻R的热功率为
参考答案:C
本题解析:初始时刻由E=BLv0、I=及F=BIL可解得F=,A错误;由于导体棒往复运动过程中机械能逐渐转化为焦耳热,故从开始到第一次到达最左端过程中产生的焦耳热Q′大于从左端运动到平衡位置产生的焦耳热,即Q′>×2Q,B错误;由能量守恒可知C正确;当导体棒再次回到平衡位置时,其速度v<v0,AC间电阻的实际热功率为P=,故D错误.
本题难度:简单
3、选择题 在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两条可以沿导轨自由移动的导电棒ab、cd,这两根导电棒的速度分别为v1、v2,如图所示,ab棒上有感应电流通过,则不能有( )

A.v1>v2
B.v1<v2
C.v1≠v2
D.v1=v2
参考答案:D
本题解析:要是的回路中有感应电流,即磁通量要发生变化,所以两金属棒切割磁感线速度不能相同,即
,只要有E就会有感应电动势,所以答案为D
点评:本题考查了回路中总的感应电动势的计算,并考察了切割磁感线产生感应电流的电动势计算公式。
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,在国庆60周年阅兵盛典上,我国预警机“空警-2000”在天安门上空机翼保持水平,以4.5×102km/h的速度自东向西飞行.该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50m,北京地区地磁场的竖直分量向下,大小为4.7×10-5T,则( )
A.两翼尖之间的电势差为0.29V
B.两翼尖之间的电势差为1.1V
C.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低