電磁感應與力學綜合

電磁感應與力學綜合第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二電磁感應與力學綜合第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二1、在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計,在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻，導軌上跨放著一根長為L=0.2m,每米長電阻r=2.0Ω/m的金屬棒ab。金屬棒與導軌正交放置，交點為c、d。當金屬棒以速度v=4.0m/s向右做勻速運動時，試求：（1）電阻R中的電流強度大小和方向（2）使金屬棒做勻速運動的外力（3）金屬棒ab兩端點間的電勢差dNQRabcMPhv0.4AR中電流方向從N流向Q0.02N0.32V第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二2、如圖所示，放置于水平面上兩根導軌間的距離為d=0.5m,金屬細桿ab垂直放在導軌上，與導軌之間的最大靜摩擦為fm=0.4N，導軌的另一端用直導線相連，形成一個恰似矩形的閉合回路，導軌長L=0.8m，電路中只有ab有電阻，R=0.2Ω，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，如果磁感應強度從B0=1T瞬間開始以0.2T/s的變化率均勻增加，求：（1）磁感應強度開始變化后，經(jīng)過多長時間使ab開始運動？（2）ab桿運動前，回路中產(chǎn)生的熱量是多少？（3）ab桿運動前，通過ab桿橫截面的電荷量是多少？LBabd5s0.16J2C第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二3、在水平面上有一固定的U形金屬框架，框金屬桿ab，如圖6所示(紙面即水平面)，在垂直紙面方向有一勻強磁場，則（）A.若磁場方向垂直紙面向外并增大，桿ab將向右移動B.若磁場方向垂直紙面向外并減少，桿ab將向左移動C.若磁場方向垂直紙面向里并增大，桿ab將向右移動D.若磁場方向垂直紙面向里并減少，桿ab將向右移D第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二4、如圖示，一閉合的銅環(huán)從靜止開始由高處下落通過條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計，則在圓環(huán)的運動過程中，下列說法正確的是：（）圓環(huán)在磁鐵的上方時，加速度小于g，在下方時大于g，B.圓環(huán)在磁鐵的上方時，加速度小于g，在下方時也小于g，C.圓環(huán)在磁鐵的上方時，加速度小于g，在下方時等于g，D.圓環(huán)在磁鐵的上方時，加速度大于g，在下方時小于g.SNB第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二5、如圖所示，空間有一個方向水平的有界磁場區(qū)域，一矩形導線框，自磁場上方某一高度處自由下落，然后進入磁場，進入磁場時，導線框平面與磁場方向垂直，則在導線框進入磁場的過程中不可能（）A.變加速下落B.變減速下落C.勻速下落D.勻加速下落D第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二6、一個質(zhì)量為m=0.5kg，長為L=0.5m、寬為d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線框，從離磁場區(qū)域高h1=5m處自由下落，如圖所示然后進入勻強磁場，剛進入時由于磁場力的作用，線框正好做勻速運動（磁場方向與線框平面垂直）。求：（1）磁場的磁感應強度B；（2）如果線框下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間為t=0.15s，求磁場區(qū)域的高度h2Ldh1h2B=0.4Th2=1.55m第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二7、如圖1所示，在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，有兩根水平放置且足夠長的平行金屬導軌ab、cd，在導軌的bc端連接一阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m的金屬棒MN，垂直導軌放置，導軌和金屬棒的電阻不計。金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，若用恒力F沿水平向右拉導體棒運動，求金屬棒的最大速度。第9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二8、如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。

經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨于一個最大速度vm，則（）如果B增大，vm將變大如果α增大，vm將變大如果R增大，vm將變大如果m變小，vm將變大第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二10、如圖示，通電直導線cd右側有一個金屬框與導線在同一平面內(nèi)，金屬棒ab放在框架上，ab受磁場力向左，則cd中電流變化的情況是：（）A.cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流B.cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流C.cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流D.cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流dcba解：感應電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應電流的原因ab受磁場力向左，則閉合電路的面積要減小，由Φ=BS，S減小則B要增大才能阻礙磁通量的變化，所以cd中的電流增大，與電流的方向無關。BC第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二例4：如圖所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在變化.水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬0.5m的導軌上放一電阻R0=0.1Ω的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量為M=0.2kg的重物，軌道左端連接的電阻R=0.4Ω，圖中的L=0.8m，求至少經(jīng)過多長時間才能吊起重物。第12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二如圖所示，一邊長為L的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細線把它懸掛在一個有界的磁場邊緣，金屬框的上半部處于磁場內(nèi)，下半部處于磁場外，磁場隨時間均勻變化且滿足B＝kt規(guī)律．已知細線所能承受的最大拉力T＝2mg，求從t＝0時刻起，經(jīng)多長時間細線會被拉斷．第13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期二7、在如圖4-42所示方向的勻強磁場中，水平橫放一個U形光滑導體框．框的電阻不計，bc間接有電阻R．垂直框邊放置一根金屬棒MN．當用恒力F向右拉動金屬棒時，對金屬棒運動情況的正確判斷是[]A．始終向右作勻速直線運動．B．始終向右作勻加速直線運動．C．先向右作勻加速直線運動，后作勻速直線運動．D．先向右作變加速直線運動，后作勻速直線運動．