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(yùn)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(jì)，ef是一電阻不計(jì)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(yùn)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(jì)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(jì)，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(yùn)動時，cd 桿也正好以速度 v2 向下勻速運(yùn)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(yùn)動；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)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(jì)．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(yùn)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(yùn)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(jì)），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(yùn)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(jì)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(diǎn)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(jì)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�，求在t＝6.0s時金屬桿所受的安培力.
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