热门试卷

如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为l，b、c两点间接一阻值为R的电阻，ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动，上升了h高度，这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求：

（1）导体杆上升到h过程中通过杆的电量；

（2）导体杆上升到h时所受拉力F的大小；

（3）导体杆上升到h过程中拉力做的功。

一个半径r=0.10 m的闭合导体圆环，圆环单位长度的电阻。如图甲所示，圆环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直环所在平面向外，磁感应强度大小随时间情况如图乙所示。

（1）分别求在0-0.3 s和0.3-0.5 s时间内圆环中感应电动势的大小；

（2）分别求在0-0.3 s和0.3-0.5 s时间内圆环中感应电流的大小，并在图丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i－t图象（以线圈中逆时针电流为正，至少画出两个周期）。

如图所示，半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内。一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端，电路中的定值电阻为r，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨接触良好。求：

（1）在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值；

（2）MN从左端到右端的整个过程中，通过r的电荷量；

（3）当MN通过圆导轨中心时，通过r的电流是多大？

如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180°的过程中，感应电动势的平均值为      V；当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为      V。

（12分）一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(OO′的左边有匀强磁场，右边没有)，线圈的两端接一只灯泡。已知线圈的匝数n＝100、电阻r＝1.0 Ω，ab边长L1＝0.5 m，ad边长L2＝0.3 m，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度B＝1.0×10－2 T。线圈以理想边界OO′为轴以角速度ω＝200 rad/s按如图所示的方向匀速转动(OO′轴离ab边距离为L2)，以如图所示位置为计时起点。求：

(1)在0～的时间内，通过小灯泡的电荷量；

(2)在右图中画出感应电动势e随时间t变化的图像(以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期)；

(3)小灯泡消耗的电功率。

如图所示，两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L=0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成θ=53°角．导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分有n个相同的匀强磁场区域，磁场方向竖直向上，所有磁场的磁感应强度大小均为B=1T，磁场沿导轨的长度均为L=0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直，导轨的水平部分中相邻磁场区域的间距也为L．现有一质量为m=0.5kg，电阻为r=0.2Ω，边长也为L的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，释放时MN边离水平导轨的高度h=2.4m，金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分并最终停止．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）金属线框刚释放时MN边与ab的距离s；

（2）金属线框能穿越导轨水平部分中几个完整的磁场区域；

（3）整个过程中金属线框内产生的焦耳热．

如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m．轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m．直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合．现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处．在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′．已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：  

（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；

（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；

（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热．      

如图所示，磁场的方向垂直于xOy平面向里。磁感应强度B沿+y方向没有变化，沿+x方向均匀增加，每经过1 cm增加量为1.0×10-4 T，即有一个长L=0. 20 m，宽h=0.10 m的不变形的矩形金属线圈，以v=20 m/s的速度沿+x方向匀速运动。

（1）线圈中感应电动势E是多少？

（2）如果线圈电阻R=0.02 Ω，求线圈中感应电流的大小和方向；

（3）为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？

高频焊接是一种常用的焊接方法，下图是焊接的原理示意图。将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图（a）所示，t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3 Ω×m-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。

（1）求环形金属工件中感应电流的大小，在图（b）中画出感应电流随时间变化的i-t图象（以逆时针方向电流为正）；

（2）求环形金属工件中感应电流的有效值；

（3）求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热。

如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路．求：

（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；

（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；

（3）线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生的焦耳热．（计算结果保留二位有效数字）

电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成。起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环，导电环所用材料单位长度的电阻为R0=0.125πΩ·m-1。从中心向外第n个同心圆环的半径rn=(2n-1)r1(n=1，2，3，…，7)，已知r1=1.0 cm。当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，若已知该磁场的磁感应强度B的变化率T/s，则半径为r2的导电圆环中感应电流的最大值是多少？(计算中取π2=10)

一个质量m=16g，长d=0.5m，宽L=0.1m，电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下，经过5m高度，下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场．已知磁场区域的高度h2=1.55m，线框进入磁场时恰好匀速下落．求：

（1）磁场的磁感应强度多大？

（2）线框下边将要出磁场时的速率；

（3）线框下边刚离开磁场时的加速度大小和方向．

如图所示，匝数N=100匝、截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化。处于磁场外的电阻R1=3.5Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求：

（1）闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率；

（2）闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？

在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验（见图（a））中，得到E-1/△t图线如图（b）所示．

（1）（多选题）在实验中需保持不变的是______

（A）挡光片的宽度      （B）小车的释放位置

（C）导轨倾斜的角度    （D）光电门的位置

（2）线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图（b）中画出实验图线．