热门试卷

（1）安培力等于重力时PQ速度最大，即：

=mg，

解得：v==m/s=0.4m/s．

（2）电量q===，

解得：h==m=0.4m．

（3）由能量守恒定律，产生的热量为：

Q=mgh-mv2=10×10-3×10×0.4-×10×10-3×0．42=0.0392J．

答：（1）PQ在下落中达到的最大速度为0.4m/s．

（2）到通过PQ的电量达到0.2C时，PQ下落了0.4m．

（3）若PQ在下落中达到最大速度时，通过的电量正好为0.2C，则该过程中产生了0.0392J热量．

（1）棒匀加速运动所用时间为t，有：at2=x，得：

t==s=4s

根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为：

====A=2A

通过电阻R的电荷量：q=t=2×4C=8C

（2）撤去外力前棒做匀加速运动，撤去外力瞬时棒的速度为：

v=at=2×4m/s=8m/s

撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，

再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少．

Q2=△EK=mv2=×0.1×82=3.2J

（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为：

Q1=3Q2=3×3.2J=9.6J

撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，

根据动能定理有：△EK=WF-Q1

则：WF=△EK+Q1=3.2+9.6=12.8（J）

答：（1）棒在匀加速过程中，通过电阻R的电荷量q为8C．（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2为3.2J．（3）外力做的功WF为12.8J．

（1）t=0时刻，线框的速度为零，线框没有感应电流，不受安培力，加速度为a==m/s2=1m/s2

线框的边长为 L=at2=×1×12m=0.5m

线框刚出磁场时的速度为 v=at=1×1m/s=1m/s，此时线框所受的安培力为FA=BIL，I=，

则得 FA=

根据牛顿第二定律得 F-FA=ma

代入得 F-=ma

代入数据 F=3N，m=1kg，R=1Ω，L=0.5m，v=1m/s，a=1m/s2解得，B=2T

（2）由q=△t，=，=，得

电量q===C=C

答：（1）匀强磁场的磁感应强度B是2T；

（2）线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量q是C．

（1）ab中感应电动势的大小为E=Bω-Bω=×1×4×（12-0.52）V=1.5V

由右手定则判断可知，ab中感应电流方向为a→b，则a端电势较高．

（2）ab杆产生感应电动势，相当于电源，根据闭合电路欧姆定律得

   流过电阻器的电流大小为 I==A=1A

（3）设杆ab克服摩擦力做功的功率为P，根据能量守恒定律得

   P+I2r=P外，

代入解得，P=0.5W

答：

（1）ab中感应电动势的大小为1.5V，a点电势较高．

（2）流过电阻器的电流大小为1A．

（3）杆ab克服摩擦力做功的功率为0.5W．

（1）经时间t，杆ab的速率v=at

此时，回路中的感应电流为：I== 

对杆ab由牛顿第二定律得：F-BIL一μmg=ma

由以上各式整理得：F=ma+μmg+at 

将t=0，F=1.5N代入上式得a=10m/s2  

（2）cd杆受力情况如图，当cd杆所受重力与滑动摩擦力相等时，速度最大，即：mg=μFN

又FN=F安

安培力 F安=BIL 

感应电流 I==  

由以上几式解得v′=200m/s

答：

（1）ab杆的加速度a为10m/s2；

（2）当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小是200m/s．

（1）由图象可知，杆自由下落1s进入磁场以v=10m/s做匀速运动．

答：金属杆ab刚进入磁场时的速度大小为10m/s．

（2）回路中产生的电动势为：E=BLv，

杆所受安培力为：F安=BIL

根据平衡条件有：mg=F安

代入数据解得：B=1T．

答：磁感应强度B的大小为1T．

（3）回路中的电流为：I=

电阻R产生的热量为：Q=I2Rt=3.75J

答：杆在磁场中下落0.2s的过程中电阻R产生的热量为：3.75J．

（1）线圈切割磁感线的速度v0=10m/s，感应电动势 E=Blv0=1×0.05×10=0.5V

由闭合电路欧姆定律得，线圈中电流I==A=0.5A

由楞次定律知，线圈中感应电流方向为 M→Q→P→N→M

（2）小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量为

  q=I△t=△t

又E=，△Φ=BS

联立得q==5×10-3C

（3）设小车完全进入磁场后速度为v，

在小车进入磁场从t时刻到t+△t时刻（△t→0）过程中，根据牛顿第二定律得

-BIL=-m 

 即-BLI△t=m△v

两边求和得  -BLI△t=m△v

则得  BLq=m（v0-v）

设小车出磁场的过程中流过线圈横截面的电量为q′，

同理得 BLq′=m（v-v1） 

又线圈进入和穿出磁场过程中磁通量的变化量相同，因而有 q=q′

故得  v0-v=v-v1  即 v==6 m/s

所以，小车进入磁场过程中线圈电阻的发热量为

  Q=(M+m)-(M+m)v2=×1×102-×1×62=32J

答：（1）小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小是0.5A，方向为 M→Q→P→N→M；

（2）小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量q是5×10-3C；

（3）小车进入磁场过程中线圈电阻的发热量Q是32J．

乙同学的解法正确，甲同学的错误．

错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置．

因为在最大偏角处，铜棒受到重力mg、安培力F和细线的拉力T，虽然铜棒的速度为零，但受力并不平衡，类似于单摆，三个力的合力沿圆弧的切线方向．所以甲同学解答不正确．

由于安培力F是恒力，可以根据功的公式求其做功，F做功为：WF=FS1=BIl•lsin37°，对于偏转过程，对铜棒运用动能定理列式是可以求出I的．

（1）AB棒产生的感应电动势：E=BLv=0.5×0.2×5V=0.5V

R1与R2并联的电阻：R==Ω=0.8Ω

根据闭合电路欧姆定律得：

通过AB棒的电流：I==A≈0.28A

（2）全电路中消耗的电功率：P=IE=0.5×0.28W=0.14W

答：（1）导体AB中的电流大小是0.28A．

（2）全电路中消耗的电功率是0.14W．