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1 单选题 · 6 分

英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场。如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电量为+q的小球。已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是

A0

B

C

D

1 单选题 · 3 分

如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为

A

B

C

D

1 简答题 · 15 分

如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:

(1)磁感应强度的大小

(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小

(3)流经电流表电流的最大值

1 简答题 · 16 分

如图1所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5T,其方向垂直于倾角θ为300的斜面向上。绝缘斜面上固定有“Λ”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MP和NP长度均为2.5m。MN连线水平。长为3m。以MN的中点O为原点、OP为x轴建立一坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD,长度d为3m,质量m为1kg,电阻R为0.3Ω,在拉力F的作用下,从MN处以恒定的速度v=1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10m/s2

(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m电势差UCD

(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图2中画出F-x关系图象;

(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。

1 简答题 · 22 分

为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置,如图所示,自行车后轮由半径r1=5.0╳10-2m的金属内圈.半径r2=0.40m的金属内圈和绝缘辐条构成。后轮的内.外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度B=0.10T.方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为r1.外半径为r2.张角θ=π/6。后轮以角速度ω=2π rad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应。

(1)当金属条ab进入“扇形” 磁场时,求感应电动势E,并指出ab上的电流方向;

(2)当金属条ab进入“扇形” 磁场时,画出“闪烁”装置的电路图;

(3)从金属条ab进入“扇形” 磁场开始,经计算画出轮子转一圈过程中,内圈与外圈之间电势差Uab-t图象;

(4)若选择的是“1.5V.0.3A”的小灯泡,该“闪烁”装置能否正常工作?有同学提出,通过改变磁感应强度B.后轮外圈半径r2.角速度ω和张角θ等物理量的大小,优化前同学的设计方案,请给出你的评价。

下一知识点 : 楞次定律
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