鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置.能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖15(甲)所示(俯視圖).當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)，被控制中心接收.當(dāng)火車通過(guò)線圈時(shí)，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號(hào)為圖15(乙)所示，則說(shuō)明火車在做（　�。�?

圖15

A.勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)

D.加速度逐漸加大的變加速直線運(yùn)動(dòng)

長(zhǎng)為L的金屬棒ab,繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖1所示.求ab兩端的電勢(shì)差.?

圖1

【解析】ab兩端電勢(shì)差等于金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(因?yàn)闆](méi)有外電路),所以只要求出電動(dòng)勢(shì)即可.棒上各處速率不等,不能直接用E=BLv來(lái)求,但棒上各點(diǎn)的速度v=ω·r與半徑成正比,因此可用棒的中點(diǎn)速度作為平均切割速度代入公式計(jì)算:

如圖2所示,兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直(圖中未畫出)，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計(jì).導(dǎo)軌間的距離l=0.20 m.兩根質(zhì)量均為m=0.10 kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻均為R=0.50 Ω.在t=0時(shí)刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20 N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng).經(jīng)過(guò)t=5.0 s，金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s².問(wèn)此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少？?

圖2

【解析】設(shè)t=5.0 s時(shí)兩金屬桿甲、乙之間的距離為x,速度分別為v₁和v₂,經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間Δt,桿甲移動(dòng)距離v₁Δt,桿乙移動(dòng)距離v₂Δt,回路面積改變?chǔ)?i>S=［(x-v₂Δt)+v₁Δt］l-lx=(v₁-v₂)lΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律知,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)回路中的電流

對(duì)桿甲由牛頓第二定律有F-BlI=ma

由于作用于桿甲和桿乙的安培力總是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s時(shí)兩桿的動(dòng)量(t=0時(shí)為0)等于外力F的沖量Ft=mv₁+mv₂

聯(lián)立以上各式解得

代入數(shù)據(jù)得v₁=8.15 m/s,v₂=1.85 m/s.

如圖4所示,閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化.下列說(shuō)法中正確的是(　　)?

圖4

A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),線框中的感應(yīng)電流可能減小?

B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),線框中的感應(yīng)電流可能增大?

C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),線框中的感應(yīng)電流一定增大?

D.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),線框中的感應(yīng)電流可能不變?

有兩個(gè)完全相同的靈敏電流計(jì),如圖5連接,若將A表指針向左撥動(dòng),則B表指針將(　　)?

圖5

A.向左偏轉(zhuǎn)

B.向右偏轉(zhuǎn)?

C.保持不動(dòng)

D.無(wú)法確定?

如圖6甲所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖6乙所示.在0~T/2時(shí)間內(nèi),直導(dǎo)線中電流向上,則在T/2~T時(shí)間內(nèi),線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是(　　)

圖6

A.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,線框受安培力的合力方向向左?

B.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線框受安培力的合力方向向右?

C.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,線框受安培力的合力方向向右?

D.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線框受安培力的合力方向向左?

在物理實(shí)驗(yàn)中,要測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可用一個(gè)探測(cè)線圈與一個(gè)沖擊電流計(jì)(可測(cè)定通過(guò)電路的電荷量)串聯(lián)后進(jìn)行測(cè)量(如圖7).若已測(cè)得勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,又已知探測(cè)線圈的匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180°,則此過(guò)程中沖擊電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量應(yīng)為(　　)

圖7

.如圖8所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的光滑曲面滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，整個(gè)裝置均處在如圖8所示的磁場(chǎng)中.設(shè)閉合金屬環(huán)的初速度為零，阻力不計(jì)，則(　　)

圖8

A.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h?

B.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h?

C.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h?

D.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h?

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相接如圖9所示，導(dǎo)軌上放入一根導(dǎo)線ab，磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面.要使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，則導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況可能是(　　)?

圖9

A.勻速向右運(yùn)動(dòng)?

B.加速向右運(yùn)動(dòng)?

C.減速向右運(yùn)動(dòng)?

D.減速向左運(yùn)動(dòng)?

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一接有電容器的回路，如圖10所示.已知C=30 μF，l₁=5 cm，l₂=8 cm，磁場(chǎng)以5×10^-2 T/s的速度增強(qiáng).則 (　　)?

圖10

A.電容器上板帶正電，帶電荷量2×10^-9 C

B.電容器上板帶正電，帶電荷量6×10^-9 C

C.電容器上板帶負(fù)電，帶電荷量4×10^-9 C

D.電容器上板帶負(fù)電，帶電荷量6×10^-9 C