2012届高考物理基础知识归纳 电磁感应中的力学问题

编辑: 逍遥路 关键词: 高三 来源: 高中学习网
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第五课时 电磁感应中的力学问题习题课
1.如图所示,让闭合线圈abcd从高h处下落后,进入匀强磁场中,在bc边开始进入磁场,到ab边刚进入磁场的这一段时间内,表示线圈运动的v-t图像可能是下图中的中哪几个?( )
2.如图甲中bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中,磁感强度B变化的状况如图乙,PQ始终静止,在0~ts内,PQ受到的摩擦力的变化状况可能是( )
A.f一直增大
B.f一直减小
C.f先减小后增大
D.f先增大后减小
3.如图所示,足够长的导线框abcd固定在竖直平面内,bc段电阻为R,其他电阻不计,ef是一电阻不计的水平放置的导体杆,质量为m,杆的两端分别与ab、cd良好接触,又能沿框架无摩擦滑下,整个装置放在与框面垂直的匀强磁场中.当ef从静止开始下滑,经过一段时间后,闭合开关S,则在闭合开关S后()
A.ef加速度的数值有可能大于重力加速度
B.如果改变开关闭合时刻,ef先、后两次获得的最大速度一定不同
C.如果ef最终做匀速运动,这时电路消耗的电功率也因开关闭合时刻的不同而不同
D.ef两次下滑过程中,系统机械能的改变量等于电路消耗的电能与转化的内能之和
4.如图所示,用粗细不同的铜丝制成两个边长相同的正方形闭合线圈a和b,让它们从相同的高度处同时自由下落,下落中经过同一个有边界的匀强磁场区域,设经过匀强磁场区域时线框平面始终与磁场方向保持垂直,若不计空气阻力,则()
A.两个导线框同时落地
B.粗铜丝制成的线框a先落地
C.细铜丝制成的导线框b先落地
D.磁场区宽度未知,不能确定
5.两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为 m 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为 μ,导轨电阻不计,回路总电阻为 2R.整个装置处于磁感应强度大小为 B,方向竖直向上的匀强磁场中.当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速度 v1 沿导轨匀速运动时,cd 杆也正好以速度 v2 向下匀速运动.重力加速度为 g.以下说法正确的是( )
A.ab 杆所受拉力 F 的大小为 μmg+ B.cd 杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为 D.μ 与 V1 大小的关系为 μ=
6.如图所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ导轨间距离为l,匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B,两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2两杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为μ,已知:杆1被外力拖动,以恒定的速度v0沿导轨运动;达到稳定状态时,杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略,求此时杆2克服摩擦力做功的功率.
7.如图所示,固定在水平面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动.此时,adeb构成一个边长为l的正方形.棒的电阻为r,其余部分电阻不计.开始时磁感应强度为B0.
(1)若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为k,同时保持静止.求棒中的感应电流,并说明方向.
(2)在上述(1)情景中,始终保持棒静止,当t=t1s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?
(3)若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出B与t的关系式)
8.如图所示,矩形线框的质量m=0.016kg,长l=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.1Ω.从离磁场区域高h1=5m处自由下落,刚入匀强磁场时由于磁场力作用,线框正好作匀速运动.求:
(1)磁场的磁感应强度;
(2)如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s,求磁场区域的高度h2.
9.如图所示,竖直平行导轨上端足够长,相距d,处在垂直于导轨平面的水平匀强磁场中,磁感应强度为B.导体杆bc和ef质量均为m,电阻均为R(其余电阻均不计),杆身与导轨垂直,bc固定在导轨上,ef紧贴导轨与导轨接触良好.用竖直向上的力F拉ef从静止开始向上做加速度为a的匀加速运动.
(1)推导力F的功率随时间变化的关系;
(2)讨论导轨对bc杆竖直方向的作用力随时间变化的关系.(不计水平方向的作用力).
10.如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m,有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力.


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