高二 导轨专题.doc

1如图所示，一足够长的“n”形导体框架，宽度为L，其所在平面与水平面垂直，电阻可以忽略不计设匀强磁场与导体框架的平面垂直，磁感应强度为B有一根导体棒ab跨放在框架上，由静止释放导体棒沿框架竖直滑下，且始终保持水平，它与框架间摩擦力为f，如图所示，导体棒质量为m，有效电阻R，则ab中感应电流的方向是：（ ） ab A. B. C. 不存在 D. 无法确定2上题中ab下滑过程中，加速度大小的变化是：（ ） A由小变大 B由大变小 C时大时小 D不变3第1 题中ab下滑的最大速度等于：（ ）A. B. C. D. 4第1 题中ab以最大速度下滑时消耗的电功率等于：（ ）GRH A. B. C. D. 5如图所示，线圈ABCD在匀强磁场中，沿导线框架向右匀速运动，除电阻R以外，其余电阻不计，则：（ ） A因穿过ABCD的磁通量不变，所以AB和CD中无感应电流 B因穿过回路EFGH的磁通量变化，所以AB和CD中有感应电流 C磁场方向改变，则AB和CD中无感应电流 D磁场方向改变为与线圈平面平行，则AB和CD中有感应电流6如图所示，水平放置的U形导电框架上接有电阻R，导线ab能在框架上 无摩擦地滑动，竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面，当ab匀速向右移动时，以下判断错误的是：（ ） A导线ab除受拉力作用外，还受到磁场力的作用 Bab移动速度越大，所需拉力也越大 Cab移动速度一定，若将电阻增大些，则拉动ab的力可小些 D只要使ab运动并达到某一速度后，撤去外力，ab也能在框架上维持匀速直线运动图12qhabRB7如图12所示，一质量为m的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行，轨道平面与水平面成角，两导轨上端用一电阻相连，磁场方向垂直轨道平面向上，轨道与金属杆ab的电阻不计并接触良好。金属杆向上滑行到某一高度h后又返回到底端，在此过程中 （ ）A上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多B下滑过程中合外力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热BabC下滑过程中电阻R上产生的焦耳热小于D上滑过程的时间比下滑过程长8如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当 棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为，下列措施正确的是（ ）A换一个电阻为原来2倍的灯泡B把磁感应强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来2倍的金属棒abD把导轨间的距离增大为原来的 9如图所示，足够长的两条光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面，金属棒可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一定值电阻，其他电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，第一次保持拉力恒定，经时间后金属棒速度为，加速度为，最终金属棒以速度做匀速运动，第二次保持拉力的功率恒定，经时间后金属棒速度也为，加速度为，最终也以做匀速运动，则（ ）A B C D10如图13所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与两相同的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻R =2R1 ，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，固定电阻R1消耗的热功率为P, 此时 （ ） 图13A整个装置因摩擦而产生的热功率为mgsin v B 整个装置消耗的机械功率为 mgcos v C导体棒受到的安培力的大小为 D导体棒受到的安培力的大小为 1、两根足够长的平行金属导轨，固定在同一水平面上，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离L=0.2m。磁感强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50。在t=0时刻，两根金属杆并排靠在一起，且都处于静止状态。现有一与导轨平行，大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为1.37m/s2，问此时甲、乙两金属杆速度v1、v2及它们之间的距离是多少？3、两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L，足够长，在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd，它们的质量分别为2m、m，电阻阻值均为R（金属导轨及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。（1）现把金属棒ab锁定在导轨的左端，如图甲，对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F，使金属棒cd向右沿导轨运动，当金属棒cd的运动状态稳定时，金属棒cd的运动速度是多大？abcdFB甲v0BOcabd乙（2）若对金属棒ab解除锁定，如图乙，使金属棒cd获得瞬时水平向右的初速度v0，当它们的运动状态达到稳定的过程中，流过金属棒ab的电量是多少？整个过程中ab和cd相对运动的位移是多大？4、如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m .P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁的光滑导轨上，现固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始作加速运动，试求：（1）当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度多大？（2）棒L2能达到的最大速度vm.（3）若固定L1，当棒L2的速度为，且离开棒L1距离为s的同时，撤去恒力F，为保持棒L2作匀速运动，可以采用将B从原值（B0=0.2T）逐渐减小的方法，则磁感应强度B应怎样随时间变化（写出B与时间t的关系式）？5、如图所示，有上下两层水平放置的平行光滑导轨，间距是L，上层导轨上搁置一根质量为m，电阻是R的金属杆ST，下层导轨末端紧接着两根竖直平面内的半径为r的光滑绝缘半圆形轨道，在靠近半圆形轨道处搁置一根质量也是m，电阻也是R的金属杆AB。上下两层平行导轨所在区域里有一个竖直向下的匀强磁场。当闭合开关S后，当有电荷量q通过金属杆AB时，杆AB滑过下层导轨，进入半圆形轨道并且刚好能通过轨道最高点DF后滑上上层导轨。设上下两层导轨都是够长，电阻不计。SBFDBAST求磁场的磁感应强度求金属杆AB刚滑到上层导轨瞬间，上层导轨和金属杆组成的回路中的电流问从AB滑到上层导轨到具有最终速度这段时间里上层导轨回路中有多少能量转变为内能？6、如图所示，两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内，它们之间的距离为l，电阻可忽略不计；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动两杆的电阻皆为Rcd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为B现两杆及悬物都从静止开始运动，根据力学、电学的规律以及题中（包括图）提供的消息，你能求得那些定量的结果？cBBKLPQM7、如图210所示，足够长的两根相距为05m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度B为08T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面。两根质量均为004kg、电阻均为05的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好，导轨下端连接阻值为1的电阻R，金属棒ab用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为064N。现让cd棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻R上产生的热量为02J，求：（1）此过程中ab棒和cd棒产生的热量；（2）细绳被拉断瞬时，cd棒的速度v。（3）细绳刚要被拉断时，cd棒下落的高度h。Babcd 8如图所示，两条光滑平行导轨相距为L，被固定在与水平面成的绝缘斜面上，导轨的电阻忽略不计。ab、cd是横放在导轨上的直导线，它们的质量均为m，电阻均为R。整个装置处于垂直于导轨所在平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。现直导线ab在平行于导轨向上的恒定拉力作用下沿导轨向上匀速运动，直导线cd处于静止状态，求作用在ab上的恒定拉力的功率。9、如图所示，aa/、bb/为在同一水平面内的两条相距为d的平行长直金属导轨，其上平行地静置有两根可在导轨上无摩擦滑动的金属棒A和B，两金属棒的质量均为rn，电阻均为R，棒与导轨接触良好，其他电阻不计，两导轨间有磁感应强度为B的匀强磁场，其方向垂直导轨平面竖直向下今在极短时间对金属棒A施加一个水平向右的冲量I0，从而使两棒在导轨平面上运动，最终A、B两棒刚好相碰在整个过程中，求： (1) 在每根棒上产生的热量； (2) 流过每根棒上的电量q； (3) A、B两棒最初的距离x10、如图所示，有上下两层水平放置的平行光滑导轨，间距是L，上层导轨上搁置一根质量为m，电阻是R的金属杆ST，下层导轨末端紧接着两根竖直平面内的半径为r的光滑绝缘半圆形轨道，在靠近半圆形轨道处搁置一根质量也是m，电阻也是R的金属杆AB。上下两层平行导轨所在区域里有一个竖直向下的匀强磁场。当闭合开关S后，当有电荷量q通过金属杆AB时，杆AB滑过下层导轨，进入半圆形轨道并且刚好能通过轨道最高点DF后滑上上层导轨。设上下两层导轨都是够长，电阻不计。求磁场的磁感应强度求金属杆AB刚滑到上层导轨瞬间，上层导轨和金属杆组成的回路中的电流问从AB滑到上层导轨到具有最终速度这段时间里上层导轨回路中有多少能量转变为内能？SBFDBASTcBBKLPQM11、如图所示，两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内，它们之间的距离为l，电阻可忽略不计；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动两杆的电阻皆为Rcd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂一质量为M的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为B现两杆及悬物都从静止开始运动，根据力学、电学的规律以及题中（包括图）提供的消息，你能求得那些定量的结果？12、两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道，如图所示放置，间距为d=100cm，在左端斜轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a，斜轨道与平直轨道以光滑圆弧连接，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b电阻Ra=2，Rb=5，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感强度B=2T。现杆b以初速度v0=5m/s开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a滑到水平轨道过程中，通过杆b的平均电流为0.3A；a下滑到水平轨道后，以a下滑到水平轨道时开始计时，a、b运动图象如图所示(a运动方向为正)，其中ma=2kg，mb=1kg，g=10m/s2，求(1)杆a落到水平轨道瞬间杆a的速度v；(2)杆a 在斜轨道上运动的时间；(3)杆a在水平轨道上运动过程中通过的电量；(4)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热。v0图913、如图9所示，在匀强磁场区域内与B垂直的平面中有两根足够长的固定金属平行导轨，在它们上面横放两根平行导体棒构成矩形回路，长度为L，质量为m，电阻为R，回路部分导轨电阻可忽略，棒与导轨无摩擦，不计重力和电磁辐射，且开始时图中左侧导体棒静止，右侧导体棒具有向右的初速度v0，试求两棒之间距离增长量x的上限。300ACB14、如图，两倾斜放置的导轨所在面与水平面之间的夹角=300，导轨间距L=0.5m，导轨上横跨A、C两导体棒，质量均为m=4Kg,电阻均为r= 0.5 ,导轨所在区域存在垂直水平面向上的磁场，磁感应强度为B=10T，两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为= , 求要保持A棒静止状态时，B向上运动时候的最大速度。（设最大静摩擦因数与动摩擦因数相等）15、两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L，足够长，在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd，它们的质量分别为2m、m，电阻阻值均为R（金属导轨及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。（1）现把金属棒ab锁定在导轨的左端，如图甲，对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F，使金属棒cd向右沿导轨运动，当金属棒cd的运动状态稳定时，金属棒cd的运动速度是多大？abcdFB甲v0BOcabd乙（2）若对金属棒ab解除锁定，如图乙，使金属棒cd获得瞬时水平向右的初速度v0，当它们的运动状态达到稳定的过程中，流过金属棒ab的电量是多少？整个过程中ab和cd相对运动的位移是多大？16、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一平面内，此平面与水平面间的夹角=30，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd（两棒的长度与两导轨间的距离相当），构成矩形回路，如图所示.两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路其余部分的电阻均不计，两导体棒与金属导轨间的动摩擦因数均为，且假设两根导体棒与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B.开始时，棒cb静止，棒ab有平行于导轨平面且沿导轨向下的速度v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）当棒ab的速度变为初速度的时，棒cd切割磁感线产生的感应电动势是多少.（2）在两棒运动过程中产生的焦耳热量是多少.17、如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f 。棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，求：（1）线断以前水平拉力F随时间t的变化规律；（2）经多长时间细线将被拉断。18、两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨电阻很小，可忽略不计。导轨间距为L。两根质量均为m的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻均为R。在t=0时，两杆都处于静止状态。现有一方向与水平导轨平行的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上向右滑动。经过时间t金属杆甲的加速度为a1，求此时两金属杆各自的速度。F 甲 乙19、如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m .P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中。电阻均为，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁的光滑导轨上，现固定棒L1，L2在水平恒力F=