铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图15(甲)所示(俯视图).当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图15(乙)所示，则说明火车在做（　　）?

图15

A.匀速直线运动

B.匀加速直线运动

C.匀减速直线运动

D.加速度逐渐加大的变加速直线运动

长为L的金属棒ab,绕b端在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为B,如图1所示.求ab两端的电势差.?

图1

【解析】ab两端电势差等于金属棒切割磁感线产生的电动势(因为没有外电路),所以只要求出电动势即可.棒上各处速率不等,不能直接用E=BLv来求,但棒上各点的速度v=ω·r与半径成正比,因此可用棒的中点速度作为平均切割速度代入公式计算:

如图2所示,两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场与导轨所在平面垂直(图中未画出)，导轨的电阻很小，可忽略不计.导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻均为R=0.50 Ω.在t=0时刻，两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动.经过t=5.0 s，金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s².问此时两金属杆的速度各为多少？?

图2

【解析】设t=5.0 s时两金属杆甲、乙之间的距离为x,速度分别为v₁和v₂,经过很短的时间Δt,杆甲移动距离v₁Δt,杆乙移动距离v₂Δt,回路面积改变ΔS=［(x-v₂Δt)+v₁Δt］l-lx=(v₁-v₂)lΔt.由法拉第电磁感应定律知,回路中的感应电动势回路中的电流

对杆甲由牛顿第二定律有F-BlI=ma

由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s时两杆的动量(t=0时为0)等于外力F的冲量Ft=mv₁+mv₂

联立以上各式解得

代入数据得v₁=8.15 m/s,v₂=1.85 m/s.

如图4所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化.下列说法中正确的是(　　)?

图4

A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小?

B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能增大?

C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大?

D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变?

有两个完全相同的灵敏电流计,如图5连接,若将A表指针向左拨动,则B表指针将(　　)?

图5

A.向左偏转

B.向右偏转?

C.保持不动

D.无法确定?

如图6甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图6乙所示.在0~T/2时间内,直导线中电流向上,则在T/2~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是(　　)

图6

A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左?

B.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右?

C.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右?

D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左?

在物理实验中,要测定磁场的磁感应强度,可用一个探测线圈与一个冲击电流计(可测定通过电路的电荷量)串联后进行测量(如图7).若已测得匀强磁场的磁感应强度为B,又已知探测线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.实验开始时线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,则此过程中冲击电流计测出通过线圈的电荷量应为(　　)

图7

.如图8所示，闭合金属环从高h的光滑曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，整个装置均处在如图8所示的磁场中.设闭合金属环的初速度为零，阻力不计，则(　　)

图8

A.若是匀强磁场，环滚上的高度小于h?

B.若是匀强磁场，环滚上的高度等于h?

C.若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h?

D.若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h?

在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接如图9所示，导轨上放入一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面.要使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是(　　)?

图9

A.匀速向右运动?

B.加速向右运动?

C.减速向右运动?

D.减速向左运动?

在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如图10所示.已知C=30 μF，l₁=5 cm，l₂=8 cm，磁场以5×10^-2 T/s的速度增强.则 (　　)?

图10

A.电容器上板带正电，带电荷量2×10^-9 C

B.电容器上板带正电，带电荷量6×10^-9 C

C.电容器上板带负电，带电荷量4×10^-9 C

D.电容器上板带负电，带电荷量6×10^-9 C