答案:AD
8.如图所示,一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v,在水平U型框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路电阻为R0,半圆形硬导体AB的电阻为r,其余电阻不计,则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为( )
A.BLv; B.2BLv;BLv
C.2BLv; D.BLv;2BLv
解析:半圆形导体AB切割磁感线的有效长度为2L,对应的电动势为E=2BLv,AB间的电势差UAB=R0=,故C正确。答案:C
二、非选择题(解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)
9.一个边长为a=1 m的正方形线圈,总电阻为R=2 Ω,当线圈以v=2 m/s的速度通过磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场区域时,线圈平面总保持与磁场垂直。若磁场的宽度b>1 m,如图所示,求:
(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;
(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热。
解析:(1)根据E=Blv,I=,知I== A=0.5 A。
(2)线圈穿过磁场过程中,由于b>1 m,故只在进入和穿出时有感应电流,故
Q=2I2Rt=2I2R·=2×0.52×2× J=0.5 J。
答案:(1)0.5 A (2)0.5 J
10.如图所示,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
解析:(1)设小灯泡的额定电流为I0,有P=IR ①
由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I=2I0 ②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有