1.C
2.A 提示:圓環進出磁場過程中,會產生感應電流,圓環中將產生焦耳熱,根據能量守恒定律可知,圓環的機械能將有一部分轉化為電能,因此圓環向右穿過磁場后,不能擺至與出發時位置等高處,選項A 正確。當圓環進入或離開磁場區域時磁通量發生變化,會產生感應電流,根據楞次定律可知,感應電流方向相反,選項B 錯誤。整個圓環進入磁場后,磁通量不發生變化,不產生感應電流,選項C錯誤。在圓環不斷經過磁場,機械能不斷損耗的過程中,圓環越擺越低,最后整個圓環只會在磁場區域內來回擺動,因為在磁場區域內沒有磁通量的變化(一直是最大值),所以機械能守恒,即圓環最后的運動狀態為在磁場區域內來回擺動,而不是靜止在平衡位置(最低點),選項D 錯誤。
3.D 提示:當飛機在北半球飛行時,由于地磁場的存在,且地磁場的豎直分量方向豎直向下,當飛機沿水平方向飛行時,由右手定則可知,在北半球,不論沿何方向水平飛行,都是飛行員左側機翼電勢高,右側機翼電勢低。因為飛行員駕機做飛行表演,所以飛行角度不確定,也就無法判定飛行員左右兩側機翼電勢的高低。
4.B 5.D
6.C 提示:由幾何關系可知,線框在水平方向上的投影長度正好是磁場寬度的3倍,因此當線框的第一個三分之一長度進入磁場的過程中,線框的有效切割長度逐漸增大,感應電流增大;當線框的第二個三分之一長度進入磁場的過程中,磁場左邊界在線框中的長度不變,右邊界在線框中的長度增大,因此線框的有效切割長度減小,感應電流減?。划斁€框的前三分之二長度全部進入磁場時,磁場左右兩邊界在線框中的長度相等,感應電動勢為零;當線框的第三個三分之一長度進入磁場時,線框的有效切割長度增大,且電流反向增大;當線框的第三個三分之一長度穿出磁場時,線框的有效切割長度減小,反向電流減小。
7.C 8.AD 9.BD 10.BCD
11.(1)由uab-t圖像可知,電壓的最大值Umax=400 V,電壓的有效值,由理想變壓器的功率關系得P1=P2,因此原線圈中的電流(2)設a、b間線圈的匝數為n1,則,由Pce=Pde得,解得。
12.(1)導線框在剛進入第一象限時,OP邊切割磁感線產生的感應電動勢E1=Blω·,回路中的感應電流,方向沿POQP,導線框受到的安培力,方向向下。(2)導線框勻速轉動一周所需時間。在導線框勻速轉動一周的時間內,回路中的感應電流大小均為,方向相反;在導線框勻速轉動一周的時間內,回路中感應電流大小I3=I4==,方向相反。I-t圖像如圖1所示。(3)導線框勻速轉動一周,回路中產生的焦耳熱,其中,解得。由能量守恒定律可知,導線框勻速轉動一周外力對導線框做的功W=Q=
13.(1)選導體棒為研究對象,由牛頓第二定律得mgsinθ-μmgcosθ-B1IL=ma,其中,因此隨著導體棒的速度增大,加速度減小,當加速度減至0時,導體棒的速度達最大,且最大值vmax==4 m/s。(2)導體棒由靜止釋放到穩定運行之后的一段時間內,由動能定理得mgsinθ·d-μmgcosθ·d-,由功能關系得W克安=E電=Q總,由并聯電路特點得Q總=4Q,聯立以上各式解得d=5 m。(3)開關S閉合后,線圈內所加磁場均勻變化,產生的感應電動勢,電路的總電阻R總=,干路電流,通過導體棒的電流,導體棒受到的安培力F′=B1IefL,解得。當安培力較大時有F′max=mgsinθ+μmgcosθ=10N,解得0.6T/s;當安培力較小時有F′min=mgsinθ-μmgcosθ=2 N,解得0.12T/s。因此為使導體棒靜止在導軌上,線圈內所加磁場磁感應強度變化率的取值范圍為0.12T/s≤≤0.6T/s。由楞次定律和安培定則可知,線圈內所加磁場的方向若豎直向上,則需均勻減小;若豎直向下,則需均勻增大。
14.ABE
16.(1)測擺長時漏掉了擺球的半徑(2)9.87
17.(1)作光線在橫截面AOB內的光路圖如圖2所示。因為xOE=,光線恰好未從AB面射出,所以光線在AB面上的入射角等于臨界角C=45°。由sinC=得n=,由得v=。(2)由幾何關系得∠FDO=360°-90°-θ-2C=120°,光線在OB面上的入射角α=∠FDO-90°=30°。由n=得sinr=,即r=45°。
18.(1)根據對稱性作出光源S在平面鏡中所成的像S′,連接平面鏡最左端和光源,即為光源S在平面鏡最左端的入射光線,連接平面鏡最左端和像S′,并延長交光屏于一點,該點即為光源S經平面鏡反射的光線能夠到達的光屏的最上端;同理,連接平面鏡最右端和像S′可找到光源S經平面鏡反射的光線能夠到達的平面鏡的最下端。光源S經平面鏡反射后的光與直接發出的光在光屏上相交的區域如圖3所示。(2)從光源直接發出的光和被平面鏡反射的光實際上是同一列光,是相干光,該干涉現象可以看成是雙縫干涉。光源S和像S′間的距離相當于雙縫的間距d,光源S到光屏的距離相當于雙縫到光屏的距離l,根據雙縫干涉相鄰兩個亮條紋或暗條紋的中心間距公式Δx=得Δx=。