二、非選擇題

　　9.(2015·江蘇單科)做磁共振(MRI)檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產生感應電流。某同學為了估算該感應電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上的一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑r=5.0 cm，線圈導線的截面積A=0.80 cm2，電阻率ρ=1.5 Ω·m。如圖所示，勻強磁場方向與線圈平面垂直，若磁感應強度B在0.3 s內從1.5 T均勻地減為零，求：

　　(計算結果保留一位有效數(shù)字)

　　(1)該圈肌肉組織的電阻R;

　　(2)該圈肌肉組織中的感應電動勢E;

　　(3)0.3 s內該圈肌肉組織中產生的熱量Q。

　　答案：(1)6×103Ω　(2)4×10-2V　(3)8×10-8J

　　解析：(1)由電阻定律得　R=ρ

　　代入數(shù)據(jù)得　R=6×103Ω

　　(2)感應電動勢　E=

　　代入數(shù)據(jù)得　E=4×10-2V

　　(3)由焦耳定律得　Q=Δt

　　代入數(shù)據(jù)得　Q=8×10-8J

　　10.(2015·浙江理綜)小明同學設計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m，豎直邊長H=0.3m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強磁場內，磁感應強度B0=1.0T，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0～2.0A范圍內調節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質量。(重力加速度取g=10m/s2)

　　(1)為使電磁天平的量程達到0.5kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少?

　　(2)進一步探究電磁感應現(xiàn)象，另選N2=100匝、形狀相同的線圈，總電阻R=10Ω。不接外電流，兩臂平衡。如圖2所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域寬度d=0.1m。當掛盤中放質量為0.01kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應強度的變化率。

　　答案：(1)25匝　(2)0.1 T/s

　　解析：(1)線圈受到安培力F=N1B0IL

　　天平平衡mg=N1B0IL

　　代入數(shù)據(jù)得N1=25匝

　　(2)由電磁感應定律得E=N2

　　E=N2Ld

　　由歐姆定律得I′=

　　線圈受到安培力F′=N2B0I′L

　　天平平衡mg′=NB0·

　　代入數(shù)據(jù)可得=0.1T/s

　　11.(2015·海南單科)如圖，兩平行金屬導軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)，左端與一電阻R相連;整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向豎直向下。一質量為m的導體棒置于導軌上，在水平外力作用下沿導軌以速率v勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好。已知導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導軌和導體棒的電阻均可忽略。求：

　　(1)電阻R消耗的功率;

　　(2)水平外力的大小。

　　答案：(1)　(2)μmg+

　　解析：(1)導體棒運動時產生的電動勢E=BLv

　　通過電路的電流I=

　　所以電阻R消耗的功率P=I2R=

　　(2)根據(jù)平衡條件可知，拉力的大小

　　F=μmg+BIL=μmg+