如圖甲所示，在一個正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向與線圈平面垂直．金屬線圈所圍的面積S＝200 cm²，匝數(shù)n＝1000，線圈電阻r＝1.0 Ω．線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，電阻R＝4.0 Ω．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況如圖乙所示，求：

(1)在t＝2.0 s時刻，通過電阻R的感應(yīng)電流的大�。�

(2)在t＝2.0 s時刻，電阻R消耗的電功率；

(3)0～6.0 s內(nèi)整個閉合電路中產(chǎn)生的熱量．

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如圖甲所示，在一個正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向與線圈平面垂直．金屬線圈所圍的面積S＝200 cm²，匝數(shù)n＝1000，線圈電阻r＝1.0 Ω．線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，電阻的阻值R＝4.0 Ω．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況如圖乙所示，求：

(1)在t＝2.0 s時刻，穿過線圈的磁通量和通過電阻R的感應(yīng)電流的大��；

(2)在t＝5.0 s時刻，電阻R消耗的電功率；

(3)0－6.0 s內(nèi)整個閉合電路中產(chǎn)生的熱量．

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如圖所示，矩形線圈abcd的匝數(shù)為N＝50匝，線圈ab的邊長為l₁＝0.2 m，bc的邊長為l₂＝0.25 m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線且通過線圈中線的軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度ω＝100rad/s，若線圈自身電阻為r＝1 Ω，負(fù)載電阻R＝9 Ω．試求：

(1)穿過線圈平面的最大磁通量Φ_m；

(2)線圈在圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電動勢e的表達(dá)式；

(3)1 min時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q的大�。�

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如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直．已知線圈的匝數(shù)N＝100，邊長ab＝1.0 m、bc＝0.5 m，電阻r＝2 Ω．磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1 s內(nèi)從零均勻變化到0.2 T．在1～5 s內(nèi)從0.2 T均勻變化到－0.2 T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．

求：(1)0.5 s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向；

(2)在1～5 s內(nèi)通過線圈的電荷量q；

(3)在0～5 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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如圖所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T．一質(zhì)量m＝0.1 kg，總電阻r＝0.4 Ω，邊長d＝0.5 m的正方形均勻?qū)�體框平放在粗糙的水平地面上，在一與導(dǎo)體框平面始終垂直的外力作用下做如下運動：首先外力作用在AB邊上，線框繞CD邊順時針轉(zhuǎn)動180°，然后外力作用到CD邊上，線框繞AB邊順時針轉(zhuǎn)動180°……如此不斷重復(fù)，線框在地面上向右翻轉(zhuǎn)，線框轉(zhuǎn)動時的角速度ω＝0.4 rad/s保持恒定．

(1)線框繞CD邊轉(zhuǎn)動，求當(dāng)DA邊轉(zhuǎn)到豎直位置時AB邊上所加水平外力的大�。�

(2)求從線框繞CD邊開始轉(zhuǎn)動到DA邊豎直的這四分之一圈內(nèi)線框上產(chǎn)生的電熱；

(3)從運動開始作為計時起點，求出在第一個周期內(nèi)AB兩點間的電勢差U_AB隨時間t變化的關(guān)系，并作出U_AB隨時間t變化的關(guān)系圖線．

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二、實驗題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）①a f d b e c  （3分）

②A            （3分）

10、（12分）（2）①0.183（0.181～0.185）；（3分）

②V₁，A₁；R₁；（3分）

③見答圖1；（3分）                                                                                

④（3分）………………共12分

說明：答圖1中電壓表連接線柱b、c也正確。

三、本大題共三小題共計54分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運動，設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時間為t，加速度大小為a，在時間t內(nèi)滑塊C的位移為x。

根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式………1分   ………1分

…………1分   解得…………1分

即滑塊C在傳送帶上先加速，達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運動，并從右端滑出，則滑塊C從傳道帶右端滑出時的速度為v=3.0m/s…………1分

   （2）設(shè)A、B碰撞后的速度為v₁，A、B與C分離時的速度為v₂，由動量守恒定律

mv₀=2mv­₁ ………………1分   2 mv₁=2mv­₂+mv_C…………1分

由動量守恒規(guī)律 ……1分  解得E_P=1.0J……1分

   （3）在題設(shè)條件下，若滑塊A在碰撞前速度有最大值，則碰撞后滑塊C的速度有最大值，它減速運動到傳送帶右端時，速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳遞帶的速度v。

    設(shè)A與B碰撞后的速度為，分離后A與B的速度為，滑塊C的速度為，由能量守恒規(guī)律和動量守恒定律………1分 

…………1分

    由能量守恒規(guī)律…………1分

    由運動學(xué)公式 …………2分   解得：

    說明：其他方法解答正確也給分。

12、（18分）（1）（5分）因金屬框勻速運動，所以金屬框受到的安培力等于重力與阻力之和，設(shè)當(dāng)電梯向上勻速運動時，金屬框中感應(yīng)電流大小為I          

   ①                                 （1分）

     ②                                 （2分）

由①②式得金屬框中感應(yīng)電流I =1.2×10⁴A               （1分）

圖示時刻回路中感應(yīng)電流沿逆時針方向                   （1分）

（2）（5分）金屬框中感應(yīng)電動勢   ③         （2分）

金屬框中感應(yīng)電流大小  ④         （2分）

 由③④式得    v₀=12.7m/s                                （1分）

（3）（8分）金屬框中的焦耳熱為：P₁ = I²R =1.3×10⁵W               （1分）

重力功率為：P₂ = mg v₁=4.75×10⁵W                     （2分）

阻力的功率為：P₃ = f v₁=5×10³W                        （2分）

提升轎廂的效率 100%                          （2分）

77.9 %                              （1分）

13、（20分）（1）依題意，R=L/4，由qvB=mv²/R，qU₀=，解得U₀=（6分）

（2）設(shè)AF中點為G，連接GC，作其垂直平分線，與AF延長線交點即為圓心

由相似三角形得R′=O′G=13L/4，qvB=mv²/R′，q=，∴U_NM=（7分）

（3）由于粒子在磁場中運動周期T=，T與速率無關(guān)粒子撞擊BC中點和DE中點后回到G，用時最短圓周半徑R″=3L/2，得到最短時間t==（7分）