10.如圖11所示,在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場上方有三個線圈,從相同的高度由靜止開始同時釋放,三個線圈都是用相同的金屬材料制成的邊長一樣的正方形,A線圈 有一個缺口,B、C線圈閉合,但B線圈的導(dǎo)線比C線圈的粗,則 ( )
A.三個線圈同時落地 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)入磁場的過程中,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,B、C線圈同時落地,D選項正確.
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B,從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈越過虛線進(jìn)入磁場,最后又落回原處,運動過程中線圈平面保持在豎直平面內(nèi),不計空氣阻力,則 ( )
A.上升過程克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功
B.上升過程克服磁場力做的功等于下降過程克服磁場力做的功
C.上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率
D.上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率
解析:線圈上升過程中,加速度增大且在減速,下降過程中,運動情況比較復(fù)雜,有加速、減速或勻速等,把上升過程看做反向的加速,可以比較當(dāng)運動到同一位置時,線圈速度都比下降過程中相應(yīng)的速度要大,可以得到結(jié)論:上升過程中克服安培力做功多;上升過程時間短,故正確選項為A、C.
答案:AC
8.如圖9所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻r不能忽略.R1和R2是兩個定值電阻,L是一個自感系數(shù)較大的線圈.開關(guān)S原來是斷開的.從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時間內(nèi),通過R1的電流I1和通過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,由于L是一個自感系數(shù)較大的線圈,產(chǎn)生反向的自感電動勢阻礙電流的變化,所以開始時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。蔬xA、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,磁場方向均垂直于紙面.一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi),框的鄰邊都相互垂直,bc邊與磁場的邊界P重合.導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示.從t=0時刻開始,線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域.以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢E的正方向,則如圖13所示的四個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E=Blv;從l-2l時,E=0;從2l-3l時,E=3Blv;從3l-4l時,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,將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.3 s拉出,外力所做的功為W1,通過導(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.勻速拉出磁場時,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C.
答案:C
5.(2010·無錫模擬)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向右運動,當(dāng)其通過位置a、b時,速率分別為va、vb,到位置c時棒剛好靜止,設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計,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的兩個過程中 ( )
A.回路中產(chǎn)生的內(nèi)能相等
B.棒運動的加速度相等
C.安培力做功相等
D.通過棒橫截面積的電荷量相等
解析:棒由a到b再到c的過程中,速度逐漸減。鶕(jù)E=Blv,E減小,故I減。俑鶕(jù)F=BIl,安培力減小,根據(jù)F=ma,加速度減小,B錯誤.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錯誤.再根據(jù)平均感應(yīng)電動勢==,=,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n匝線圈相連,線圈電阻為r,線圈中有豎直方向的磁場,電阻R與金屬板連接,如圖4所示,兩板間有一個質(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錯誤;因mg=q,U=R,E=n,聯(lián)立可求得=,故只有C項正確.
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,線圈全部進(jìn)入磁場區(qū)域時,其動能恰好等于它在磁場外面時的一半,設(shè)磁場寬度大于線圈寬度,那么
( )
A.線圈恰好在剛離開磁場的地方停下
B.線圈在磁場中某位置停下
C.線圈在未完全離開磁場時即已停下
D.線圈完全離開磁場以后仍能繼續(xù)運動,不會停下來
解析:線圈沖入勻強(qiáng)磁場時,產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈受安培力作用做減速運動,動能減少.同理,線圈沖出勻強(qiáng)磁場時,動能也減少,進(jìn)、出時減少的動能都等于安培力做的功.由于進(jìn)入時的速度大,故感應(yīng)電流大,安培力大,安培力做的功也多,減少的動能也多,線圈離開磁場過程中,損失的動能少于它在磁場外面時動能的一半,因此線圈離開磁場仍繼續(xù)運動.D項正確.
答案:D
2.一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中,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,故沿半徑指向圓心.B項正確.
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)過時,若線圈始終不動,則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運動趨勢的正確判斷是 ( )
A.FN先小于mg后大于mg,運動趨勢向左
B.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向左
C.FN先小于mg后大于mg,運動趨勢向右
D.FN先大于mg后小于mg,運動趨勢向右
解析:當(dāng)磁鐵沿矩形線圈中線AB正上方通過時,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)先逆時針再順時針,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,則水平方向的運動趨勢向右.D項正確.
答案:D
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