电磁感应与力学综合类型题

电磁感应与力学综合类型题1．如图所示，两根相距l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻忽略不计．MN为ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施加一力使它沿导轨方向以速度υ做匀速运动．用U示MN两端电压大小，则（A）A．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由b到dB．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由d到bC．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由b到dD．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由d到b2、．如图l，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计．af之间连接一阻值为R的电阻．ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．ef长为l，电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为(A)．vB2lvBlvB2lvBl2A.BCDRRRR3.如图所示，ABCD是固定的水平放置的足够长的U形导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一根金属棒ab，在极短时间内给棒ab一个水平向右的速度，ab棒开始运动，最后又静止在导轨上，则ab在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较(A)A.整个回路产生的总热量相等B.安培力对ab棒做的功相等C.安培力对ab棒的冲量相等D．电流通过整个回路所做的功相等4．如图，AB、CD是固定的水平放置的足够长U形金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放一金属棒ab，给ab一个水平向右的冲量，使它以初速度v0运动起来，最后静止在导轨上，在导轨是光滑和粗糙两种情况下CA．安培力对ab所做的功相等B．电流通过整个回路做功相等C．整个回路产生的热量相等D．到停止运动时，两种情况棒运动距离相等5.如图所示，匀强磁场和竖直导轨所在面垂直，金属棒ab可在导轨上无摩擦滑动，在金属棒、导轨和电阻组成的闭合回路中，除电阻R外，其余电阻均不计，在ab下滑过程中：[]A.由于ab下落时只有重力做功，所以机械能守恒．B.ab达到稳定速度前，其减少的重力势能全部转化为电阻R的内能．C.ab达到稳定速度后，其减少的重力势能全部转化为电阻R的内能．D.ab达到稳定速度后，安培力不再对ab做功．6．如图所示，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的水平匀强磁场中，磁场垂直于该回路所在的平面，方向向外，AC导体可紧贴光滑竖直导轨自由上下滑动，导轨足够长，回路总电阻R保持不变，当AC由静止释放后A．导体AC的加速度将达到一个与阻值R成反比的极限值B．导体AC的速度将达到一个与R成正比的极限值C．回路中的电流将达到一个与R成反比的极限值D．回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值22mgBLvE2B2L2v2m2g2mm22RBLRRB2L2【解析】匀速运动时v→vm，此时有mg＝BIL＝得vm＝R，P＝R7．如图所示，竖直平行导轨间距L＝20cm，导轨顶端接有一电键K．导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R＝0.4Ω，质量m＝10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B＝1T．当ab棒由静止释放0.8s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长．求ab棒的最大速度和最终速度的大小．（g取10m/s2）【解析】ab棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为v＝gt＝8m/s则闭合K瞬间，导体棒中产生的感应电流大小I＝Blv/R＝4Aab棒受重力mg＝0.1N因为F＞mg，ab棒加速度向上，开始做减速运动，产生的感应电流和受到的B2l2v安培力逐渐减小，当安培力F＝mg时，开始做匀速直线运动．此时满足R＝mg解得最终速度v′＝mgR/B2l2＝1m/s．闭合电键时速度最大为8m/s．8、如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略·让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．(1)由b向a方向看到的装置如图所示，请在图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当杆ab的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．解：(1)重力mg，竖直向下；支撑力N，，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上．EBlv(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv，此时电路电流IRRB2L2v杆受到安培力FBlvRB2L2vB2L2v根据牛顿运动定律，有：mamgsinagsinRRB2L2vmgRsin(3)当mgsin时，ab杆达到最大速度V,VRmAXmB2L29、如图所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将(D)．A．逐渐增大B．逐渐减小C．先逐渐增大，后逐渐减小D．先逐渐减小，后逐渐增大10、如图6所示，有两根和水平方向成a角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B．一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度则Vm,(BC)．A．如果B增大，Vm将变大B．如果a变大，Vm将变大C．如果R变大，Vm将变大D．如果M变小，Vm将变大图5图611、如图5所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变．在下落过程中，当线圈先后经过位置、Ⅱ、Ⅲ时，其加速度的大小分别为、、．Ia1a2a3(B)．，，．，，Aa1ga3