热门试卷

（1）当用反向开关S使螺线管里的电流反向流动时，穿过小线圈的磁通量的变化量是：

△Φ=2BS

产生的感应电动势：E=n

感应电流：I= 因I=

故：B=

由G测出电量△Q，再算出小线圈所在处的磁感应强度B．

答：原理为G测出电量△Q，再算出小线圈所在处的磁感应强度B，表达式为：B=．

（2）由第一问得：

B=

代入数据得：B=1.27×10-4 T．

答：被测处的磁感应强度大小为：B=1.27×10-4 T．

（1）由图可知，当R=0 时，杆最终以v=2m/s匀速运动，产生电动势 E=BLv=0.5×2×2V=2V 

由右手定则判断得知，杆中电流方向从b→a 

（2）设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv

由闭合电路的欧姆定律：I=

杆达到最大速度时满足 mgsinθ-BIL=0

解得：v=R+r

由图象可知：斜率为k=m/(s•Ω)=1m/(s•Ω)，纵截距为v0=2m/s，

得到：r=v0=k   

解得：m=0.2kg，r=2Ω     

（3）由题意：E=BLv，P=

得  P=，则△P=-

由动能定理得

W=m-m

联立得 W=△P

代入解得 W=0.6J 

答：（1）当R=0时，杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小是2V，杆中的电流方向从b→a；

（2）金属杆的质量m是0.2kg，阻值r是2Ω；

（3）当R=4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W是0.6J．

（1）导电杆匀速上升时，受到竖直向上的恒力F，竖直向下的安培力F安和重力mg，

根据平衡条件有 F-mg-BIl=0

根据法拉第电磁感应定律有 E=Blv

根据闭合电路欧姆定律有 I=

由以上各式联立解得 v=

（2）导体杆上升h的整个过程中，根据能量守恒定律有

Q=（F-mg）h-mv2=（F-mg）h-

答：（1）ef匀速上升的速度v的大小是．

（2）ef从开始运动到上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小是（F-mg）h-．

（1）线框在离开磁场时，cd边产生的感应电动势  E=BLv

回路中的电流  I=

则ab两点间的电势差  U=IRab=BLv 

（2）t1时刻线框速度  v1=at1

设cd边将要进入磁场时刻速度为v2，则

  -=2aL

此时回路中电动势   E2=BLv2

回路的电功率P=

解得 P=

（3）设cd边进入磁场时的速度为v，线框从cd边进入到ab边离开磁场的时间为△t，则

     P0T=（mv2-m）+Q

     P0△t=m-mv2

解得△t=-T

线框离开磁场时间还是T，所以线框穿过磁场总时间t=2T+△t=+T

答：

（1）线框在离开磁场时ab两点间的电势差是BLv；

（2）cd边将要进入磁场时刻回路的电功率是；

（3）线框穿过磁场所用的时间t是+T．

（1）由图看出，车头底部的磁铁通过第一个线圈时，线圈中电流为I1=0.10A，通过第二个线圈时，线圈中电流为I2=0.14A，两线圈间的距离为S=100m．

线圈切割磁感线产生的感应电动势为E=nBLv，线圈中电流大小为I==

则车头通过第一个线圈时的速度为v1==m/s=5m/s

通过第二个线圈时的速度为v2==m/s=7m/s

所以列车通过测试区的加速度为a=

代入解得，a=0.12m/s2 

 （2）每一个线圈到第五个线圈的距离为S5=400m，设车头通过第五个线圈时速度大小为v5，则有

    -=2aS5，

得到v5=

代入解得，v5=11m/s

磁铁通过第五个线圈时，线圈中电流的大小为I5=

代入解得，I5=0.22A

答：

（1）列车通过测试区的加速度是0.12m/s2；

（2）列车下的磁铁通过第五个线圈时，线圈中电流的大小为0.22A．

（1）当cd棒稳定时，恒力F和安培力大小相等，方向相反，以速度v匀速度运动，有：

F=BIL 

又I=…

联立得：v=

（2）cd棒做初速为零加速度逐渐减小的加速运动，ab棒做初速为零加速度逐渐增大的加速运动，当两者加速度相等时，二者一起做加速度相等的匀加速直线运动．设最终二者的加速度为a，则由牛顿第二定律：F=3ma，FA=2ma，

又由于   FA=BIL

发热功率  P=I22R

所以发热功率  P=

（3）ab棒在安培力作用下加速运动，而cd在安培力作用下减速运动，当它们的速度相同，达到稳定状态时，回路中的电流消失，ab，cd棒开始匀速运动．

由动量守恒得：mv0=3mv

由能量守恒得：电路中的发热量Q=m-3mv2=m

金属棒ab中产生的热量Q1=Q=m

答：（1）当金属棒cd的运动状态稳定时，金属棒cd的运动速度v=．

（2）整个电路最终的发热功率P=．

（3）金属棒ab中产生的热量是mv02．

（1）匀强磁场B1和B2向右运动时，金属框相对磁场向左运动，于是在金属框abcd中产生逆时针方向的感应电流，同时受到向右方向的安培力，所以金属框跟随匀强磁场向右运动，金属框开始受到安培力作用做加速运动．当速度增大到5m/s时，金属框相对匀强磁场静止，于是后来金属框将处于匀速运动状态．

（2）当金属框始终受到1N阻力作用时，设金属框最大速度为v1，我们设磁场不动，相当于线框以（v-v1）速度向左运动产生感应电动势，由右手定则可知ad边和bc边都产生感应电动势，相当于串联状态，线框中总感应电动势大小为

  E=2BL（v-v1）   

 感应电流为 I==

线框所受的安培力的合力为 F安=2BIL=                        

由线框的平衡条件可知：

    F安=f  

则得：=f

 解得 v1==1.9m/s                      

（3）消耗能量由两部分组成，一是转化为abcd金属框架中的热能，二是克服阻力做功，所以消耗的功率为

  P=I2R+fv，

代入解得，P=5W   

则 要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗5J能量． 

这些能量是由磁场提供的． 

答：

（1）金属框为何会运动，若金属框不受阻力时金属框将处于匀速运动状态．

（2）当金属框始终受到f=1N阻力时，金属框最大速度是1.9m/s．

（3）当金属框始终受到1N阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗5J能量，这些能量是磁场提供的．

（1）根据法拉第电磁感应定律，在图示位置，线框中的感应电动势为bc边切割磁感线产生的电动势，即E=BLv

由题可知，bc边的长度L=2l，bc边的速度v=lω，

因此，得    E=2Bl2ω

（2）根据闭合电路的欧姆定律，此时，线框中的瞬时感应电流为电路的总电流，即  I==

答：（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为E=2Bl2ω；

（2）此时，线框ad边流过的感应电流为．

整根金属棒在磁场中切割磁感线，只有中间一部分接入闭合回路，上下两段金属棒虽未接入电路，但也会产生电动势，

其等效电路如图所示．

（1）根据右手定则，电阻R中的电流方向由N流向Q． 

∵ε2=B•d•v=0.5×0.1×4V=0.2V            

 r2==0.1Ω

∴电阻R中电流强度I==A=0.5A

（2）设金属棒上下两段导体的长度分别为L1、L2，则

 L1+L2=L-d=（0.2-0.1）m=0.1m

 ε1=B•L1•V、ε2=B•L2•V

则ab两端的电压Uab=ε1+UNQ+ε3=ε1+ε3+I•R

=B（L1+L2）V+I•R

=（0.5×0.1×4+0.5×0.3）V

=0.35V

答：

（1）电阻R中电流强度为0.5A，由N流向Q．

（2）金属棒ab两端的电压为0.35V．