如图所示,n=10匝的矩形闭合线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向OO'轴匀速转动。转轴OO'过AC边和BD边的中点。若从图示位置开始计时,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos(10πt)(Wb),时间t的单位为s。已知矩形线圈的电阻为10Ω ( 取π=3.14,π2="9.86" ) ,则下列说法中正确的是
A.在任意l s时间内,线圈克服安培力所做的功为49.3J |
B.任意1s时间内,线圈中电流方向改变20次 |
C.电流的有效值为3.14A |
D.穿过线圈磁通量的最大值为0.1Wb |
如图所示,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A.流过金属棒的最大电流为 |
B.通过金属棒的电荷量为 |
C.克服安培力所做的功为mgh |
D.金属棒产生的焦耳热为 |
如图所示,宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面,一质量为m的椭圆形导体框平放在桌面上,椭圆的长轴平行磁场边界,短轴小于d。现给导体框一个初速度v0(v0垂直磁场边界),已知导体框全部在磁场中的速度为v,导体框全部出磁场后的速度为v1;导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1,导体框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q2。下列说法正确的是
A.导体框离开磁场过程中,感应电流的方向为顺时针方向 |
B.导体框进出磁场都是做匀变速直线运动 |
C.Q1 > Q2 |
D.Q1 + Q2=m(v02-v12) |
平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,两棒用细线系住,匀强磁场的方向如图甲所示.而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示,不计ab、cd间电流的相互作用,则细线中的张力
A.由0到t0时间内逐渐增大 |
B.由0到t0时间内逐渐减小 |
C.由0到t0时间内不变 |
D.由t0到t时间内逐渐增大 |
如图所示,EFGH为边长为L的正方形金属线框,线框对角线EG和y轴重合、顶点E位于坐标原点O处。在y轴右侧的第I象限一定范围内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场下边界与x轴重合,上边界为直线0A且与线框的EH边重合。从t=0时刻起,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界0A的方向穿过磁场区域。取线框中感应电流沿逆时针方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i随时间/变化的图线是图乙中的( )
第II卷非选择题
本卷包括11小题,共180分
如图所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将( )
A.转动同时靠近磁铁 |
B.转动同时离开磁铁 |
C.不转动,只靠近磁铁 |
D.不转动,只离开磁铁 |
如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端.线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动.设线圈转动到图示位置的时刻t=0.则 ( )
A.在t=0时刻,线圈处于中性面,流过电阻R的电流为0,电压表的读数也为0 |
B.1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次 |
C.在电阻R的两端再并联一只电阻后,电压表的读数将减小 |
D.在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后,电压表的读数不变 |
如图所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0.导线的电阻不计.在0至t1时间内,下列说法正确的是( )
A.R1中电流的方向由a到b | B.通过R1电流的大小为 |
C.线圈两端的电压大小为 | D.通过电阻R1的电荷量 |
如图所示,竖直悬挂的弹簧下端栓有导体棒ab,ab无限靠近竖直平行导轨的内侧、与导轨处于竖直向上的磁场中,导体棒MN平行导轨处于垂直导轨平面的磁场中,当MN以速度v向右匀速运动时,ab恰好静止,弹簧无形变,现使v减半仍沿原方向匀速运动,ab开始沿导轨下滑,磁场大小均为B,导轨宽均为L,导体棒ab、MN质量相同、电阻均为R,其他电阻不计,导体棒与导轨接触良好,弹簧始终在弹性范围内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
A.MN中电流方向从M到N |
B.ab受到的安培力垂直纸面向外 |
C.ab开始下滑直至速度首次达峰值的过程中,克服摩擦产生热量 |
D.ab速度首次达到峰值时,电路的电热功率为 |
如图所示,在竖直方向上有四条间距均为L=0.5 m的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1 T,方向垂直于纸面向里。现有一矩形线圈abcd,长度ad=3 L,宽度cd=L,质量为0.1 kg,电阻为1Ω,将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合),cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向, cd边水平。(g="10" m/s2)则( )
A.cd边经过磁场边界线L3时通过线圈的电荷量为0. 5 C |
B.cd边经过磁场边界线L3时的速度大小为4 m/s |
C.cd边经过磁场边界线L2和 L4的时间间隔为0.25s |
D.线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程,线圈产生的热量为0.7J |
如图所示,相距为的两条水平虚线、之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,质量为、电阻为R的正方形线圈边长为L(),将线圈在磁场上方高处由静止释放,边刚进入磁场时速度为,边刚离开磁场是速度也为,则线圈穿越磁场的过程中(从边刚入磁场一直到边刚离开磁场)( )
A.感应电流做功为 |
B.感应电流做功为 |
C.线圈的最小速度可能为 |
D.线圈的最小速度一定为 |
某空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域,现将一个等腰梯形闭合导线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域,尺寸如图所示,图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是( )
如图,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其它部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F安表示,则关于F1与F安随时间t变化的关系图象可能是( )
如图所示,倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd,它与斜面间动摩擦因数为μ。线框边长为l,电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界,磁感应强度为B,方向垂直于斜面向上。将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连,重物的质量为M,如果将线框和重物由静止释放,线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动。下列说法正确的是
A.线框刚开始运动时的加速度 |
B.线框匀速运动的速度 |
C.线框通过磁场过程中,克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量 |
D.线框通过磁场过程中,产生的焦耳热小于 |