4、C.Im變大,T變小 D.Im變大,T變大
解析:根據(jù)E=NBSω可知,當(dāng)轉(zhuǎn)速變小時,最大感應(yīng)電動勢也變小,所以感應(yīng)電流也變??;根據(jù)轉(zhuǎn)速與周期成反比可知,當(dāng)轉(zhuǎn)速變小時,周期變大,B正確,A、C、D錯誤.
答案:B
4.
如圖所示,長為L的金屬導(dǎo)線上端懸于C點,下端系一小球A,在豎直向下的勻強磁場中做圓錐擺運動,轉(zhuǎn)動方向如圖中所示,導(dǎo)線與豎直方向的夾角為θ,擺球的角速度為ω,磁感應(yīng)強度為B,則金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的高電勢點及大小為( )
A.C點,BL2ω B.C點,BL2ωsin2θ
C.A點,BL2ω D.A點,BL2ωsin2θ
解析:由右手定則可判斷φC>φA,即
5、C點的電勢高于A點的電勢;金屬導(dǎo)線切割磁感線的有效長度為Lsinθ,所以導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=B(Lsinθ)2ω=BL2ωsin2θ,B正確.
答案:B
5.半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接,兩板間距為d且足夠?qū)?,如圖甲所示.有一變化的磁場垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻平行金屬板間有一重力不計、電荷量為q的靜止微粒,則以下說法正確的是( )
A.第2 s內(nèi)上極板為正極
B.第3 s內(nèi)上極板為負(fù)極
C.第2 s末微?;氐皆瓉淼奈恢?
D.第3 s末兩極板間的
6、電場強度大小為
解析:由楞次定律得第1 s內(nèi)下極板為正極,第2 s和第3 s內(nèi)上極板為正極,A正確,B錯誤;在第1 s內(nèi)微粒向某極板做勻加速運動,第2 s內(nèi)向同一極板做勻減速直線運動,第2 s末速度為零,C錯誤;第2 s末兩極板之間的電壓為E==S=0.1πr2,電場強度為,D錯誤.
答案:A
二、多項選擇題
6.如圖所示,勻強磁場的方向垂直于電路所在平面向里,導(dǎo)體棒ab與電路接觸良好.當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時,若不計摩擦和導(dǎo)線的電阻,整個過程中,燈泡L未被燒毀,電容器C未被擊穿,則該過程中( )
A.感應(yīng)電動勢將變大
B.燈泡L的亮度變大
C.
7、電容器C的上極板帶負(fù)電
D.電容器兩極板間的電場強度將減小
解析:當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運動時,由右手定則知,導(dǎo)體棒a端的電勢高,電容器C的上極板帶正電;由公式E=Blv知,感應(yīng)電動勢將變大,導(dǎo)體棒兩端的電壓變大,燈泡L的亮度變大,由于場強E=,電容器兩極板間的電場強度將變大.綜上可知,A、B正確,C、D錯誤.
答案:AB
7.
如圖所示,A、B是完全相同的兩個小燈泡,L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈,下列說法中正確的是( )
A.電鍵S閉合瞬間,A、B同時發(fā)光,隨后A燈變暗直至熄滅,B燈變亮
B.電鍵S閉合瞬間,B燈亮,A燈不亮
C.
8、斷開電鍵S的瞬間,A、B燈同時熄滅
D.?dāng)嚅_電鍵S的瞬間,B燈立即熄滅,A燈突然亮一下再熄滅
解析:因線圈的自感系數(shù)很大,電阻可忽略,故閉合電鍵瞬間,線圈對電流的阻礙作用極大,相當(dāng)于斷路,故A、B燈同時發(fā)光,且亮度相同,當(dāng)穩(wěn)定后,線圈相當(dāng)于導(dǎo)線,A燈短路,B燈電壓為電源電壓,亮度比閉合瞬間更亮;斷開電鍵瞬間,B燈立即熄滅,而線圈中的電流不會立即消失,線圈相當(dāng)于一個電源使A燈中會有一短暫電流,從而使A燈會亮一下再熄滅.綜上可知,A、D正確,B、C錯誤.
答案:AD
8.
如圖所示,在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均勻?qū)Ь€制成的單匝矩形線框abcd,線框以恒
9、定的速度v沿垂直磁場方向向右運動,運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行,線框邊長ad=l,cd=2l.線框?qū)Ь€的總電阻為R.則在線框離開磁場的過程中,下列說法中正確的是( )
A.流過線框截面的電量為
B.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
C.線框所受安培力的合力為
D.a(chǎn)d間的電壓為
解析:線框離開磁場的過程中,感應(yīng)電動勢E=2Blv,由電路知識可知ad間的電壓為,線框所受安培力的合力為F=BI(2l)=,產(chǎn)生的總熱量Q=I2Rt,t=,Qad=,所以Qad=,通過的電量q==.綜上可知,A、B、D正確,C錯誤.
答案:ABD
三、非選擇題
9.如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌寬0.4
10、 m,ab為金屬棒,均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面,磁場的變化情況如圖乙所示,金屬棒ab的電阻為1 Ω,導(dǎo)軌電阻不計.t=0時刻,ab棒從導(dǎo)軌最左端,以v=1 m/s的速度向右勻速運動,求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力.
解析:Φ的變化有兩個原因,一是B的變化,二是面積S的變化,顯然這兩個因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi),所以有
E==S+Blv
又=2 T/s,
在1 s末,B=2 T,S=lvt=0.4×1×1 m2=0.4 m2
所以1 s末,E=S+Blv=1.6 V,
此時回路中的電流
I==1.6 A
根據(jù)楞次定律與右手定則可判斷出電流方向為逆時針方向
金
11、屬棒ab受到的安培力為F=BIl=2×1.6×0.4 N=1.28 N,方向向左.
答案:1.6 A 1.28 N,方向向左
10.如圖所示,在xOy平面內(nèi)有一扇形金屬框abc,其半徑為r,ac邊與y軸重合,bc邊與x軸重合,且c位于坐標(biāo)原點,ac邊與bc邊的電阻不計,圓弧ab上單位長度的電阻為R,金屬桿MN長度為L,放在金屬框abc上,MN與ac邊緊鄰且重疊部分的電阻為R0.磁感應(yīng)強度B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面.現(xiàn)對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以c點為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω.求:
(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度θ間的關(guān)系.
(2)整
12、個電路消耗電功率的最小值是多少?
解析:(1)電路中感應(yīng)電動勢E=Br2ω
當(dāng)MN桿轉(zhuǎn)過角度為θ時電路總電阻
R總=R0+=R0+
桿中電流I與桿轉(zhuǎn)過的角度θ的關(guān)系為
I==
(2)由于總電阻
R總=R0+=R0+(-2θ2+πθ)
當(dāng)θ=時,總電阻R總有最大值.
此時,R總=R0+
電路消耗電功率的最小值是P==
答案:(1)I= (2)
11.
如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),間距為l,導(dǎo)軌左端連接一個電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上.在桿的右方距桿為d處有一個勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向下,磁感應(yīng)強度為B.對桿施
13、加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力,使桿從靜止開始運動,已知桿到達磁場區(qū)域時速度為v,之后進入磁場恰好做勻速運動.不計導(dǎo)軌的電阻,假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力.求:
(1)導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小Ff;
(2)桿ab中通過的電流I及其方向;
(3)導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R.
解析:(1)桿進入磁場前做勻加速運動,設(shè)加速度為a,由牛頓第二定律有F-Ff=ma
由運動學(xué)公式,有v2-0=2ad
解得導(dǎo)軌對桿的阻力Ff=F-
(2)桿進入磁場后做勻速運動,由受力平衡有F=Ff+FB
桿ab所受的安培力FB=IBl
解得桿ab中通過的電流I=
由右手定則可知,桿中的電流方向自a流向b.
(3)桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv
桿中的感應(yīng)電流I=
解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值R=-r
答案:(1)F- (2) 由a流向b
(3)-r