匀速通过磁场,下落2h高度,重力势能减少2mgh,产生的焦耳热为2mgh,故A选项对。(2)若安培力小于重力大小,线框则加速通过磁场,动能增加,因而产生的焦耳热小于2mgh,故C选项对。(3)若安培力大于重力大小,线框则减速通过磁场,动能减小,减少的重力势能和动能都转化为焦耳热,故产生的焦耳热大于2mgh,B选项对,可见,D选项错误。
答案:ABC
4.如图所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是( )
A.ab杆中的电流与速率v成正比
B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C.电阻R上产生的热功率与速率v成正比
D.外力对ab杆做功的功率与速率v成正比
解析:由E=Blv和I=得,I=,所以安培力F=BIl=,电阻上产生的热功率P=I2R=,外力对ab做功的功率就等于回路产生的热功率。答案:AB
5.我国处在地球的北半球,飞机在我国上空匀速地巡航,机翼保持水平,飞机高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。设左侧机翼末端处的电势为φ1,右侧机翼末端处的电势为φ2。则 ( )
A.若飞机从西向东飞,φ1比φ2高 B.若飞机从东向西飞,φ2比φ1高
C.若飞机从南向北飞,φ1比φ2高 D.若飞机从北向南飞,φ2比φ1高
解析:在北半球,地磁场有竖直向下的分量,飞机在水平飞行过程中,机翼切割磁感线,产生感应电动势,应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低问题。伸开右手,让大拇指与其余四指在同一平面内,并且垂直,让磁感线穿过手心,即手心朝上,大拇指指向飞机的飞行方向,其余四指指的方向就是感应电流的方向,由于不是闭合电路,电路中只存在感应电动势,仍然按照有电流判断,整个切割磁感线的两边机翼就是电,在电内部,电流是从低电势处流向高电势处的。因此不管飞机向哪个方向飞行,都是左边机翼末端电势高,即A、C选项正确。答案:AC
6.一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,规定向里为正方向,在磁场中有一金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图所示。现令磁感应强度B随时间变化,先按如图所示的Oa图线变化,后又按照图线bc、cd变化,令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中的感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的感应电流,则 ( )