10.如圖11所示,在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方有三個(gè)線圈,從相同的高度由靜止開始同時(shí)釋放,三個(gè)線圈都是用相同的金屬材料制成的邊長(zhǎng)一樣的正方形,A線圈 有一個(gè)缺口,B、C線圈閉合,但B線圈的導(dǎo)線比C線圈的粗,則 ( )
A.三個(gè)線圈同時(shí)落地 B.A線圈最先落地
C.A線圈最后落地 D.B、C線圈同時(shí)落地
解析:由于A線圈上有缺口,A中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不受安培力的阻礙作用,所以A線圈先落地,B正確.
B、C線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,受安培力與重力作用,滿足:
mg-=ma m=ρ密·4L·S R=ρ電
所以4ρ密LSg-=4ρ密LSa
4ρ密g-=4ρ密a
a=g-,由于B、C線圈起始下落高度相同,材料相同,所以a相同,進(jìn)入相同的磁場(chǎng),B、C線圈同時(shí)落地,D選項(xiàng)正確.
答案:BD
9.如圖10所示,豎直平面內(nèi)的虛線上方是一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈越過(guò)虛線進(jìn)入磁場(chǎng),最后又落回原處,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面保持在豎直平面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,則 ( )
A.上升過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功大于下降過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功
B.上升過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功等于下降過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功
C.上升過(guò)程克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力的平均功率
D.上升過(guò)程克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力的平均功率
解析:線圈上升過(guò)程中,加速度增大且在減速,下降過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜,有加速、減速或勻速等,把上升過(guò)程看做反向的加速,可以比較當(dāng)運(yùn)動(dòng)到同一位置時(shí),線圈速度都比下降過(guò)程中相應(yīng)的速度要大,可以得到結(jié)論:上升過(guò)程中克服安培力做功多;上升過(guò)程時(shí)間短,故正確選項(xiàng)為A、C.
答案:AC
8.如圖9所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略.R1和R2是兩個(gè)定值電阻,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈.開關(guān)S原來(lái)是斷開的.從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時(shí)間內(nèi),通過(guò)R1的電流I1和通過(guò)R2的電流I2的變化情況是( )
A.I1開始較大而后逐漸變小
B.I1開始很小而后逐漸變大
C.I2開始很小而后逐漸變大
D.I2開始較大而后逐漸變小
解析:閉合開關(guān)S時(shí),由于L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈,產(chǎn)生反向的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,所以開始時(shí)I2很小而I較大,隨著電流達(dá)到穩(wěn)定,線圈的自感作用減小,I2開始逐漸變大,由于分流導(dǎo)致穩(wěn)定電路中R1中的電流減小.故選A、C.
答案:AC
7.如圖7所示,在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面.一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi),框的鄰邊都相互垂直,bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合.導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示.從t=0時(shí)刻開始,線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域.以a→b→c→d→e→f為線框中的電動(dòng)勢(shì)E的正方向,則如圖13所示的四個(gè)E-t關(guān)系示意圖中正確的是 ( )
解析:由右手定則和E=Blv判定水平位移從0-l時(shí)E=Blv;從l-2l時(shí),E=0;從2l-3l時(shí),E=3Blv;從3l-4l時(shí),E=-2Blv,可知圖C正確.
答案:C
6.如圖6所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng).若第一次用0.3 s拉出,外力所做的功為W1,通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1;第二次用0.9 s拉出,外力所做的功為W2,通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q2,則 ( )
A.W1<W2,q1<q2 B.W1<W2,q1=q2
C.W1>W2,q1=q2 D.W1>W2,q1>q2
解析:設(shè)線框長(zhǎng)為L1,寬為L2,其電阻為R.第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為v2,則v1=3v2.勻速拉出磁場(chǎng)時(shí),外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有
W1=F1L1=BI1L2L1=B2LL1v1/R,
同理W2=B2LL1v2/R,故W1>W2;
又由于線框兩次拉出過(guò)程中,磁通量的變化量相等,即ΔΦ1=ΔΦ2,由q=It=t=t==,得:q1=q2.故正確答案為選項(xiàng)C.
答案:C
5.(2010·無(wú)錫模擬)如圖5所示,水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端接有電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置.今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)其通過(guò)位置a、b時(shí),速率分別為va、vb,到位置c時(shí)棒剛好靜止,設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì),a到b與b到c的間距相等,則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個(gè)過(guò)程中 ( )
A.回路中產(chǎn)生的內(nèi)能相等
B.棒運(yùn)動(dòng)的加速度相等
C.安培力做功相等
D.通過(guò)棒橫截面積的電荷量相等
解析:棒由a到b再到c的過(guò)程中,速度逐漸減。鶕(jù)E=Blv,E減小,故I減小.再根據(jù)F=BIl,安培力減小,根據(jù)F=ma,加速度減小,B錯(cuò)誤.由于a與b、b與c間距相等,故從a到b安培力做的功大于從b到c安培力做功,故A、C錯(cuò)誤.再根據(jù)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)==,=,q=Δt得q=,故D正確.
答案:D
4.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d,用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連,線圈電阻為r,線圈中有豎直方向的磁場(chǎng),電阻R與金屬板連接,如圖4所示,兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量+q的油滴恰好處于靜止,則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是
( )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng),=
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng),=
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱,=
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱,=
解析:由平衡條件知,下金屬板帶正電,故電流應(yīng)從線圈下端流出,由楞次定律可以判定磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱或豎直向下且正增強(qiáng),A、D錯(cuò)誤;因mg=q,U=R,E=n,聯(lián)立可求得=,故只有C項(xiàng)正確.
答案:C
3.如圖3所示,光滑絕緣水平面上有一矩形線圈沖入一勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),其動(dòng)能恰好等于它在磁場(chǎng)外面時(shí)的一半,設(shè)磁場(chǎng)寬度大于線圈寬度,那么
( )
A.線圈恰好在剛離開磁場(chǎng)的地方停下
B.線圈在磁場(chǎng)中某位置停下
C.線圈在未完全離開磁場(chǎng)時(shí)即已停下
D.線圈完全離開磁場(chǎng)以后仍能繼續(xù)運(yùn)動(dòng),不會(huì)停下來(lái)
解析:線圈沖入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈受安培力作用做減速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減少.同理,線圈沖出勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),動(dòng)能也減少,進(jìn)、出時(shí)減少的動(dòng)能都等于安培力做的功.由于進(jìn)入時(shí)的速度大,故感應(yīng)電流大,安培力大,安培力做的功也多,減少的動(dòng)能也多,線圈離開磁場(chǎng)過(guò)程中,損失的動(dòng)能少于它在磁場(chǎng)外面時(shí)動(dòng)能的一半,因此線圈離開磁場(chǎng)仍繼續(xù)運(yùn)動(dòng).D項(xiàng)正確.
答案:D
2.一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面(即垂直于紙面)向里,如圖2甲所示.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖2乙所示,那么第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小與其各處所受安培力的方向是 ( )
A.大小恒定,沿順時(shí)針方向與圓相切
B.大小恒定,沿著圓半徑指向圓心
C.逐漸增加,沿著圓半徑離開圓心
D.逐漸增加,沿逆時(shí)針方向與圓相切
解析:由圖乙知,第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大,變化率恒定,故感應(yīng)電流的大小恒定.再由楞次定律,線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢(shì),故沿半徑指向圓心.B項(xiàng)正確.
答案:B
1.(2008·重慶高考)如圖1所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是 ( )
A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
解析:當(dāng)磁鐵沿矩形線圈中線AB正上方通過(guò)時(shí),線圈中向下的磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,線圈中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)先逆時(shí)針再順時(shí)針,則線圈先上方為N極下方為S極,后改為上方為S極下方為N極,根據(jù)同名磁極相斥、異名磁極相吸,則線圈受到的支持力先大于mg后小于mg,線圈受到向右的安培力,則水平方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右.D項(xiàng)正確.
答案:D
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