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- 2021-05-24 发布
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【参考答案】
1.B 2.A 3.A 4.C 5.B 6.A 7.D 8.D 9.AD 10.BC 11.AC 12.BCD
13.(1)红(2)10 mA(3)225(4)3.3
14.(1)串 R2 1000 (2)3.00 2.00 (3)0.384(0.345~O.384均可)
15.解:(1)由楞次定律可知,导体圆中电流方向为逆时针方向, ......1分
由图乙可知: ......1分
圆中感应电流: ......2分
(2)10秒末磁感应强度: ......1分
导体圆受到的安培力: ......1分
细线的拉力: ......2分
16.解:(1)粒子在电场中运动轨迹如图所示,
由几何关系得:
tan∠BDA==,则∠BDA=60°,则:∠BDC=30°,θ=∠BDA=60°,
粒子进入磁场时的竖直分速度:vy=v0tanθ=v0,
粒子进入磁场时的速度:v==2v0;
粒子在电场中做类平抛运动,设粒子从P点进入磁场,BP=x,
水平方向:L﹣xcos30°=v0t1,
竖直方向:xsin30°=t1,vy=t1,
解得:E=,x=L;
(2)磁场方向垂直于纸面向外,粒子运动轨迹与DC相切,如图所示,
由几何知识得:R1+=L,
解得:R1=,
粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=m,
解得:B=,
要使粒子返回电场,则:B≥;
17.解:(1)ghcd边进入磁场后,切割磁感线的有效长度为3l,
感应电动势为:E=B•3l•v,
感应电流为:I=,
线框受到的安培力为:F=BI•3l,
线框做匀速直线运动,由平衡条件得:mg=F,
解得:v=;
(2)ghcd边进入磁场后,线框一直做匀速运动,从开始下落到ef边进入磁场,由能量守恒定律得:mg(h0+2l)=Q+,
解得:Q=mg(h0+2l)﹣;
(3)ab边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动,由平衡条件得:mg=BI′l,
感应电流为:I′==,
线框进入磁场后,穿过线圈磁通量不变,没有感应电流,
只受到重力,加速度为g,由匀变速直线运动的速度位移公式得:v′2﹣v2=2g(H﹣2l),
解得:H=+2l;
18.解(1)在金属棒未越过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为Φ=ktS ①
设在从t时刻到t+∆t的时间间隔内,回路磁通量的变化量为∆Φ,流过电阻R的电荷量为∆q。
由法拉第电磁感应定律有 E= ②
由欧姆定律有 I= ③
由电流的定义有 I= ④
联立①②③④式得 =∆t ⑤
由⑤式得,在t=0到t0的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为 = ⑥
(2)当t>t0时,金属棒已越过MN。由于金属在MN右侧做匀速运动,有f=F ⑦
式中,f是外加水平力,F是匀强磁场你施加的安培力。
设此时回路中的电流为I,F的大小为 F=B0Il ⑧
此时金属棒与MN之间的距离为 s=v0(t-t0) ⑨
匀强磁场穿过回路的磁通量为 Φ'= B0lS ⑩
回路的总磁通量为 Φt=Φ=Φ' ⑪
式中,Φ仍如①式所示。由①⑨⑩⑪式得,在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量为
Φt=B0lv0(t-t0)+kSt ⑫
在t到t+∆t的时间间隔内,总磁通量的改变∆Φt为
∆Φt=(B0lv0+kS)∆t ⑬
有法拉第电磁感应定律的,回路感应电动势的大小为
Et= ⑭
由欧姆定律有 I= ⑮
联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 f=(B0lv0+kS) ⑯