电磁感应与力学综合

电磁感应与力学综合第1页，共15页，2023年，2月20日，星期二电磁感应与力学综合第2页，共15页，2023年，2月20日，星期二1、在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab。金属棒与导轨正交放置，交点为c、d。当金属棒以速度v=4.0m/s向右做匀速运动时，试求：（1）电阻R中的电流强度大小和方向（2）使金属棒做匀速运动的外力（3）金属棒ab两端点间的电势差dNQRabcMPhv0.4AR中电流方向从N流向Q0.02N0.32V第3页，共15页，2023年，2月20日，星期二2、如图所示，放置于水平面上两根导轨间的距离为d=0.5m,金属细杆ab垂直放在导轨上，与导轨之间的最大静摩擦为fm=0.4N，导轨的另一端用直导线相连，形成一个恰似矩形的闭合回路，导轨长L=0.8m，电路中只有ab有电阻，R=0.2Ω，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，如果磁感应强度从B0=1T瞬间开始以0.2T/s的变化率均匀增加，求：（1）磁感应强度开始变化后，经过多长时间使ab开始运动？（2）ab杆运动前，回路中产生的热量是多少？（3）ab杆运动前，通过ab杆横截面的电荷量是多少？LBabd5s0.16J2C第4页，共15页，2023年，2月20日，星期二3、在水平面上有一固定的U形金属框架，框金属杆ab，如图6所示(纸面即水平面)，在垂直纸面方向有一匀强磁场，则（）A.若磁场方向垂直纸面向外并增大，杆ab将向右移动B.若磁场方向垂直纸面向外并减少，杆ab将向左移动C.若磁场方向垂直纸面向里并增大，杆ab将向右移动D.若磁场方向垂直纸面向里并减少，杆ab将向右移D第5页，共15页，2023年，2月20日，星期二4、如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是：（）圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g，B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g，C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g，D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g.SNB第6页，共15页，2023年，2月20日，星期二5、如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一矩形导线框，自磁场上方某一高度处自由下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直，则在导线框进入磁场的过程中不可能（）A.变加速下落B.变减速下落C.匀速下落D.匀加速下落D第7页，共15页，2023年，2月20日，星期二6、一个质量为m=0.5kg，长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框，从离磁场区域高h1=5m处自由下落，如图所示然后进入匀强磁场，刚进入时由于磁场力的作用，线框正好做匀速运动（磁场方向与线框平面垂直）。求：（1）磁场的磁感应强度B；（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h2Ldh1h2B=0.4Th2=1.55m第8页，共15页，2023年，2月20日，星期二7、如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨ab、cd，在导轨的bc端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒MN，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。第9页，共15页，2023年，2月20日，星期二8、如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。

经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则（）如果B增大，vm将变大如果α增大，vm将变大如果R增大，vm将变大如果m变小，vm将变大第10页，共15页，2023年，2月20日，星期二10、如图示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线在同一平面内，金属棒ab放在框架上，ab受磁场力向左，则cd中电流变化的情况是：（）A.cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流B.cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流C.cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流D.cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流dcba解：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因ab受磁场力向左，则闭合电路的面积要减小，由Φ=BS，S减小则B要增大才能阻碍磁通量的变化，所以cd中的电流增大，与电流的方向无关。BC第11页，共15页，2023年，2月20日，星期二例4：如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，并且以△B/△t=0.1T/S在变化.水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽0.5m的导轨上放一电阻R0=0.1Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量为M=0.2kg的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4Ω，图中的L=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物。第12页，共15页，2023年，2月20日，星期二如图所示，一边长为L的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足B＝kt规律．已知细线所能承受的最大拉力T＝2mg，求从t＝0时刻起，经多长时间细线会被拉断．第13页，共15页，2023年，2月20日，星期二7、在如图4-42所示方向的匀强磁场中，水平横放一个U形光滑导体框．框的电阻不计，bc间接有电阻R．垂直框边放置一根金属棒MN．当用恒力F向右拉动金属棒时，对金属棒运动情况的正确判断是[]A．始终向右作匀速直线运动．B．始终向右作匀加速直线运动．C．先向右作匀加速直线运动，后作匀速直线运动．D．先向右作变加速直线运动，后作匀速直线运动．