题目内容
20．
如图所示，一个总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框，竖直虚线之间有宽带为d、磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面．线框以速度v向右匀速通过磁场；ab边始终与磁场边界垂直，从b点到达边界开始到a点离开磁场为止，在这个过程中（ ）| A． | 线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 | |
| B． | ab段直导线始终不受安培力的作用 | |
| C． | 平均感应电动势为$\frac{1}{2}$Bdv | |
| D． | 线框中产生的焦耳热为$\frac{{B}^{2}{d}^{2}v}{R}$ |
分析 根据楞次定律判断出感应电流的方向，结合左手定则判断出直线ab段所受的安培力，根据法拉第电磁感应定律求得平均感应电动势，根据交变电流的有效值计算线框中产生的焦耳热．
解答 解：A、线框进入磁场时穿过线框的磁通量先向里增加，离开磁场时线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场先向外再向里，由右手螺旋定则可知，产生感应电流先逆时针方向后顺时针方向，故A正确；
B、穿过磁场时回路中有感应电流，而线框运动方向与磁场方向垂直故在穿过磁场的过程中ab段导线受到安培力作用，故B错误；
C、根据题意知穿过磁场过程中产生的交变电流的最大电动势为Bdv，最小值为0，而平均不是最大值与最小值之和的$\frac{1}{2}$，故C错误；
D、因为线框是“半正弦波”形闭合线框，故在穿过磁场过程中感应产生的电流为正弦式交变电流，由题意知该交变电流产生的最大值为${I}_{m}=\frac{{E}_{m}}{R}=\frac{Bdv}{R}$，则其有效值为$I=\frac{1}{\sqrt{2}}{I}_{m}=\frac{Bdv}{\sqrt{2}R}$，在穿过磁场的时间t=$\frac{2d}{v}$时间内线框产生的焦耳热Q=I2Rt=$（\frac{Bdv}{\sqrt{2}R}）^{2}•R•\frac{2d}{v}=\frac{{B}^{2}{d}^{3}v}{R}$，故D错误．
故选：A
点评 线框穿过磁场问题关键是要抓住楞次定律，根据法拉第电磁感应定律求平均电动势，根据焦耳定律计算交变电流热量时要注意带入的是交变电流的有效值．
练习册系列答案
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11．
条形磁铁放在水平面上，在它的右上方处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止，下列结论正确的是（ ）
条形磁铁放在水平面上，在它的右上方处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止，下列结论正确的是（ ）| A． | 磁铁对水平面的压力小于自身重力 | |
| B． | 磁铁对通电直导线有斜向右上方的安培力作用 | |
| C． | 磁铁对水平面施加向右的静摩擦力 | |
| D． | 磁铁所受的合外力增加 |
8．
狄拉克曾预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感应呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=$\frac{k}{{r}^{2}}$（k为常数），设空间有一固定的S极磁单极子，磁场分布如图所示，一带电小球q（重力不可忽略）在S极附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断中正确的是（ ）
狄拉克曾预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感应呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=$\frac{k}{{r}^{2}}$（k为常数），设空间有一固定的S极磁单极子，磁场分布如图所示，一带电小球q（重力不可忽略）在S极附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断中正确的是（ ）| A． | 若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正下方 | |
| B． | 若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正下方 | |
| C． | 若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方且沿逆时针运动（从上往下看） | |
| D． | 若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方且沿逆时针运动（从上往下看） |
15．
如图所示，水平地面粗糙，物块A、B在水平外力F的作用下都从静止开始运动，运动过程中的某一时刻，物块A、B的速度vA、vB和加速度aA、aB大小关系可能正确的是（ ）
如图所示，水平地面粗糙，物块A、B在水平外力F的作用下都从静止开始运动，运动过程中的某一时刻，物块A、B的速度vA、vB和加速度aA、aB大小关系可能正确的是（ ）| A． | vA＞vB，aA=aB | B． | vA＜vB，aA=aB | C． | vA＜vB，aA＜aB | D． | vA＞vB，aA＞aB |
5．
质量为1t的电动车在平直公路上由静止起动，经10s达到最大速度，其牵引力F与速度倒数$\frac{1}{v}$的关系图象如图所示，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则（ ）
质量为1t的电动车在平直公路上由静止起动，经10s达到最大速度，其牵引力F与速度倒数$\frac{1}{v}$的关系图象如图所示，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则（ ）| A． | 电动车的额定功率为4×104W | |
| B． | 电动车做匀加速运动的末速度为20m/s | |
| C． | 电动车加速过程的加速度恒为4m/s2 | |
| D． | 电动车由静止加速到最大速度通过的位移为83.3m |
12．在“描绘小灯泡的U-I曲线”实验申，使用的小灯泡上标有“3V 0.6W“的字样，其他可供选择的器材有：
A．电压表V1（量程0～6V，内阻20kΩ）
B．电压表V2（量程0～20V，内阻60kΩ）
C．电流表A1（量程0～3A，内阻0.2Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，允许通过的最大电流为0.1A）
F．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．学生电源E（6～8V）
H．开关S及导线若干
（1）在虚线方框中画出实验电路图，并注明所选器材的符号．
（2）某同学测量结果如表所示，请根据表中数据在图乙坐标系中画出小灯泡的U-I曲线．
（3）用上述两只小灯泡a、b组成图丙所示的电路．已知电源的电动势为3V、内阻不计，则灯泡a、b消耗的总功率P=0.52 W（结果保留两位有效数字）．
A．电压表V1（量程0～6V，内阻20kΩ）
B．电压表V2（量程0～20V，内阻60kΩ）
C．电流表A1（量程0～3A，内阻0.2Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻1Ω）
E．滑动变阻器R1（0～1000Ω，允许通过的最大电流为0.1A）
F．滑动变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．学生电源E（6～8V）
H．开关S及导线若干
（1）在虚线方框中画出实验电路图，并注明所选器材的符号．
| U/（V） | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| I/（A） | 0.050 | 0.100 | 0.150 | 0.172 | 0.190 | 0.205 | 0.215 |
（3）用上述两只小灯泡a、b组成图丙所示的电路．已知电源的电动势为3V、内阻不计，则灯泡a、b消耗的总功率P=0.52 W（结果保留两位有效数字）．
7．
如图所示，一倾角为α的三角形斜劈放在水平地面上，将一可以视为质点的滑块从斜劈的顶端由静止释放．在斜坡上有M、N、O三点，MN粗糙，其余部分均光滑，且MN=NO，滑块经M、O两点时速度相等，滑块在斜劈上运动的过程中，斜劈始终保持静止状态．则下列说法正确的是（ ）
如图所示，一倾角为α的三角形斜劈放在水平地面上，将一可以视为质点的滑块从斜劈的顶端由静止释放．在斜坡上有M、N、O三点，MN粗糙，其余部分均光滑，且MN=NO，滑块经M、O两点时速度相等，滑块在斜劈上运动的过程中，斜劈始终保持静止状态．则下列说法正确的是（ ）| A． | 滑块从M到N的过程中做减速运动的加速度大小等于gsinα | |
| B． | 滑块从M到N和从N到O的运动时间一定不相等 | |
| C． | 整个运动过程中斜劈受到地面的摩擦力不变 | |
| D． | 整个运动过程中地面受到斜劈的压力大小不变 |
8．“天宫二号”在高度为393千米的对接轨道运行与在高度约380千米的轨道运行相比，变大的物理量是（ ）
| A． | 向心加速度 | B． | 周期 | C． | 角速度 | D． | 线速度 |