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1、计算题 如图所示,正方形闭合线圈边长为0.2 m,质量为0.1 kg,电阻为0.1 Ω,在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg,匀强磁场磁感应强度为0.5 T,不计一切摩擦,砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时,它恰好做匀速运动.(g取10 m/s2)

(1)求线圈匀速上升的速度;
(2)在线圈匀速进入磁场的过程中,砝码对线圈做了多少功?
(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热?
参考答案:(1)10m/s? (2)0.4J? (3)0.2J
本题解析:(1)设绳子的拉力为F,
对砝码:
对线框:
?
代入数据得:
(2)
.
(3)由能量转化守恒定律得:
.
点评:电磁感应现象中,导体克服安培力做多少功,就有多少机械能等其他形式的能转化为电能.
本题难度:一般
2、计算题 (18分)如图为某同学设计的速度选择装置,两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成θ角,上端接滑动变阻器R,匀强磁场B0垂直导轨平面向上,金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。滑动变阻器R两端连接水平放置的平行金属板,极板间距为d,板长为2d,匀强磁场B垂直纸面向内。粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子,粒子的质量为m0,电荷量为q,ab棒的电阻为r,滑动变阻器的最大阻值为2r,其余部分电阻不计,不计粒子重力。

(1)(7分)ab棒静止未释放时,某种粒子恰好打在上极板中点P上,判断该粒子带何种电荷?该粒子的速度多大?
(2)(5分)调节变阻器使R=0.5r,然后释放ab棒,求ab棒的最大速度?
(3)(6分)当ab棒释放后达到最大速度时,若变阻器在r≤R≤2r范围调节,总有粒子能匀速穿过平行金属板,求这些粒子的速度范围?
参考答案:(1)
?(2)
(3)
本题解析:
(1)(7分)
由左手定则可知:该粒子带正电荷。 (1分)
粒子在磁场中做圆周运动,设半径为r,速度为v0
几何关系有:
?(2分)
得:
(1分)

粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律:
?(2分)
得:
?(1分)
(2)(5分)ab棒达到最大速度时做匀速运动:
①(2分)
?
对回路,由闭合电路欧姆定律:
②(2分)
由①②得:
(1分)
(3)(6分)当ab棒达到最大速度时,设变阻器接入电路电阻为R,电压为U
由①式得:
对变阻器,由欧姆定律:
? ③?(1分)
极板电压也为U,粒子匀速运动:
? ④?(2分)
由①③④得:
(1分)
因R为:
,故粒子的速度范围为:
(2分)
带电粒子在磁场中的偏转,根据先找圆心后求半径的步骤求解,借助几何关系求得半径即可,导体棒达到最大速度时,重力沿斜面向下的分力等于安培力,由F=BIL,I=BLV/R可求得导体棒速度,由闭合电路的欧姆定律可求得电容器两极板的电压,由此可求得粒子速度表达式
本题难度:一般
3、实验题 如图12-13所示,两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀磁场B中.两板间有一个质量为m、电量为+q的微粒,恰好处于静止状态,则线圈中磁场B的变化情况是正在_________;其磁通量的变化率为____________.

参考答案:减小;
本题解析:由于带电粒子恰好处于静止状态,所以有电场力与重力平衡.而两板间的电势差与线圈产生的感应电动势相等.带电粒子受到一个向上的电场力和向下的重力,所以下板电势高.由楞次定律可以判断出线圈的磁通量在减少,故磁感应强度B在减小.
由平衡条件得:
?所以
?而
?得
?
根据法拉第电磁感应定律得:
?
本题难度:一般
4、选择题 下列家用电器利用电磁感应原理工作的是
A.电饭煲
B.电磁炉
C.电烙铁
D.热水器
参考答案:B
本题解析:下列家用电器利用电磁感应原理工作的是电磁炉,电饭煲、电烙铁、热水器利用了焦耳热,故选B
点评:本题难度较小,理解物理原理,对日常电器要有所了解
本题难度:简单
5、选择题 如图6所示,边长为L的正方形闭合线框,在磁感强度为B的匀强磁场中,以一条边为轴,以角速度ω匀速转动,转轴与B垂直,线圈总电阻为R,导线电阻不计,下列说法中正确的是:

A.伏特表示数为BL2ω/8
B.伏特表示数为
BL2ω/8
C.线圈转一周产生热量为πB2L4ω/R
D.线圈转一周产生热量为2πB2L4ω/R
参考答案:BC
本题解析:略
本题难度:简单