2012屆高考物理基礎(chǔ)知識歸納 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
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第五課時 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題習(xí)題課
1.如圖所示,讓閉合線圈abcd從高h(yuǎn)處下落后,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,在bc邊開始進(jìn)入磁場,到ab邊剛進(jìn)入磁場的這一段時間內(nèi),表示線圈運動的v-t圖像可能是下圖中的中哪幾個?( )
2.如圖甲中bacd為導(dǎo)體做成的框架,其平面與水平面成θ角,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放于垂直框架平面的變化的磁場中,磁感強(qiáng)度B變化的狀況如圖乙,PQ始終靜止,在0~ts內(nèi),PQ受到的摩擦力的變化狀況可能是( )
A.f一直增大
B.f一直減小
C.f先減小后增大
D.f先增大后減小
3.如圖所示,足夠長的導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),bc段電阻為R,其他電阻不計,ef是一電阻不計的水平放置的導(dǎo)體桿,質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab、cd良好接觸,又能沿框架無摩擦滑下,整個裝置放在與框面垂直的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)ef從靜止開始下滑,經(jīng)過一段時間后,閉合開關(guān)S,則在閉合開關(guān)S后()
A.ef加速度的數(shù)值有可能大于重力加速度
B.如果改變開關(guān)閉合時刻,ef先、后兩次獲得的最大速度一定不同
C.如果ef最終做勻速運動,這時電路消耗的電功率也因開關(guān)閉合時刻的不同而不同
D.ef兩次下滑過程中,系統(tǒng)機(jī)械能的改變量等于電路消耗的電能與轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和
4.如圖所示,用粗細(xì)不同的銅絲制成兩個邊長相同的正方形閉合線圈a和b,讓它們從相同的高度處同時自由下落,下落中經(jīng)過同一個有邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,設(shè)經(jīng)過勻強(qiáng)磁場區(qū)域時線框平面始終與磁場方向保持垂直,若不計空氣阻力,則()
A.兩個導(dǎo)線框同時落地
B.粗銅絲制成的線框a先落地
C.細(xì)銅絲制成的導(dǎo)線框b先落地
D.磁場區(qū)寬度未知,不能確定
5.兩根相距為 L 的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊垂直于水平面.質(zhì)量均為 m 的金屬細(xì)桿 ab、cd 與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為 μ,導(dǎo)軌電阻不計,回路總電阻為 2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng) ab 桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力 F 作用下以速度 v1 沿導(dǎo)軌勻速運動時,cd 桿也正好以速度 v2 向下勻速運動.重力加速度為 g.以下說法正確的是( )
A.ab 桿所受拉力 F 的大小為 μmg+ B.cd 桿所受摩擦力為零
C.回路中的電流強(qiáng)度為 D.μ 與 V1 大小的關(guān)系為 μ=
6.如圖所示,在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ導(dǎo)軌間距離為l,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,它們的質(zhì)量和電阻分別為m1、m2和R1、R2兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,已知:桿1被外力拖動,以恒定的速度v0沿導(dǎo)軌運動;達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運動,導(dǎo)軌的電阻可忽略,求此時桿2克服摩擦力做功的功率.
7.如圖所示,固定在水平面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動.此時,adeb構(gòu)成一個邊長為l的正方形.棒的電阻為r,其余部分電阻不計.開始時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.
(1)若從t=0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增量為k,同時保持靜止.求棒中的感應(yīng)電流,并說明方向.
(2)在上述(1)情景中,始終保持棒靜止,當(dāng)t=t1s末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大?
(3)若從t=0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運動時,可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時間變化?(寫出B與t的關(guān)系式)
8.如圖所示,矩形線框的質(zhì)量m=0.016kg,長l=0.5m,寬d=0.1m,電阻R=0.1Ω.從離磁場區(qū)域高h(yuǎn)1=5m處自由下落,剛?cè)雱驈?qiáng)磁場時由于磁場力作用,線框正好作勻速運動.求:
(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(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h2.
9.如圖所示,豎直平行導(dǎo)軌上端足夠長,相距d,處在垂直于導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體桿bc和ef質(zhì)量均為m,電阻均為R(其余電阻均不計),桿身與導(dǎo)軌垂直,bc固定在導(dǎo)軌上,ef緊貼導(dǎo)軌與導(dǎo)軌接觸良好.用豎直向上的力F拉ef從靜止開始向上做加速度為a的勻加速運動.
(1)推導(dǎo)力F的功率隨時間變化的關(guān)系;
(2)討論導(dǎo)軌對bc桿豎直方向的作用力隨時間變化的關(guān)系.(不計水平方向的作用力).
10.如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m,導(dǎo)軌的端點P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m,有隨時間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面,已知磁感強(qiáng)度B與時間t的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s,一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直,在t=0時刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒樱笤趖=6.0s時金屬桿所受的安培力.


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