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文檔簡介

1、1.如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質(zhì)量為屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,MN和PQ是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的m,電阻為R在金bc邊平行,磁A.導(dǎo)體框離開磁場過程中,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向場方向垂直于線框平面向里.現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開始下落,如圖乙是金屬線B.導(dǎo)體框進(jìn)出磁場都是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.框由開始下落到bc邊剛好運(yùn)動(dòng)到勻強(qiáng)磁場PQ邊界的vt圖象,圖中數(shù)據(jù)均為已知量.重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.下列說法正確的是(D.A.金屬線框剛進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流方向沿adcba方向B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為舞也一2VI:口;Afkxxx

2、xxxxAT5.如圖甲所示,空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直紙面向里白勻強(qiáng)磁場,MN,PQ是放在同一豎直面內(nèi)的平行長直導(dǎo)軌,間距為d,R是連在導(dǎo)軌一端的電阻(其余部分電阻不計(jì)),ab是跨接在導(dǎo)軌上的金屬棒(重力不計(jì))。從零時(shí)刻開始,對ab施加豎直向上的恒定拉力,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),最C.金屬線框在0t3的時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為mgv1(t2-t1)終以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸,圖乙是棒的速度-時(shí)間圖象,D.MN和PQ之間的距離為V2(t2ti)其中AO是圖象在O點(diǎn)的切線。則()2.如圖所示,兩根等高光滑的圓弧軌道,半徑為r,間距為L,軌道電阻不計(jì).在軌道頂端連有

3、一阻A.拉力的大小F-近值為R的電阻,整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長度稍大于L,阻不計(jì)的金屬棒從軌道最低位置cd開始,在拉力作用下以速度vo向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處,B.金屬棒的質(zhì)量所二XBXX甲X則該過程中()A.通過R的電流方向?yàn)橛蓛?nèi)向外B.通過R的電流方向?yàn)橛赏庀騼?nèi)C.R上產(chǎn)生的熱量為D.流過R的電量為4RBLr2RC.金屬棒由靜止加速到D.金屬棒由靜止加速到v的過程中,拉力做的功一v的過程中,流6.如圖所示,足夠長的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連,平行地固定在水平桌面上,導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。金屬直桿ab

4、垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置,其質(zhì)量為m,電阻為r,金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為M?,F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab,使之由3.水平固定放置白足夠長的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab,開始時(shí)ab棒以水平初速度vo向右運(yùn)動(dòng),最后靜止在導(dǎo)軌上,就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較,這個(gè)過程圖中位置從靜止開始水平向右運(yùn)動(dòng),桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時(shí)間t后,ab桿開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g),求:A.安培力對ab棒所做的功不相等(1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度vm;B.電流所做的功相等C.產(chǎn)生的總內(nèi)能相等D.通過ab棒的

5、電量相等(2)ab桿在加速過程中,通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小4.如圖所示,寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面,一質(zhì)量為m的橢圓形導(dǎo)體框平放在桌面上,橢圓的長軸平行磁場邊界,短軸小于do現(xiàn)給導(dǎo)體框一個(gè)初速度飛(吃垂直磁場邊界),已知導(dǎo)體框全部在磁場中的速度為v,導(dǎo)體框全部出磁場后的速度為巧:導(dǎo)體框進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Qi,導(dǎo)體框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2。下列說法正確的是()7.如圖所示,MN與PQ為在同一水平面內(nèi)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,間距l(xiāng)=0.5m,電阻不計(jì),在導(dǎo)軌左端接阻值為R=0.6皿電阻.整個(gè)金屬導(dǎo)軌置于如圖所示勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B

6、=2T.將質(zhì)量m=1kg,電阻r=0.4的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上.金屬桿ab在水平拉力F的作用下由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng).開始時(shí),水平拉力為F0=2N.(1)求金屬桿ab的加速度大??;(2)求2s末回路中的電流大??;(3)已知開始2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為6.4J,求2s內(nèi)水平拉力功.8 .如圖甲所示,MN,PQ是相距d=1m的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角,導(dǎo)軌電阻不計(jì);長也為1m的金屬棒ab垂直于MN,PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,ab的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=1Q;MN,PQ的上端連接右側(cè)電路,電路中R2為一電阻箱;已知燈泡電阻rl=3Q,定值電

7、阻Ri=7Q,調(diào)節(jié)電阻箱使R2=6Q,重力加速度g=10m/s2.現(xiàn)斷開開關(guān)S,在1=0時(shí)刻由靜止釋放ab,在t=0.5s時(shí)刻閉合S,同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上;圖乙所示為ab的速度隨時(shí)間變化圖象.(1)求斜面傾角”及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;(2)ab由靜止下滑x=50m(此前已達(dá)到最大速度)的過程中,求整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱;(3)若只改變電阻箱及的值.當(dāng)Q為何值時(shí),ab勻速下滑中&消P耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?9 .如圖所示,質(zhì)量為m,邊長為L的正方形線框,在豎直平面內(nèi)從有界的勻強(qiáng)磁場上方由靜止自由下落線框電阻為R勻強(qiáng)磁場的寬度為H(L

8、<H),磁感應(yīng)弓雖度為B.線框下落過程中ab邊始終與磁場邊界平行11.如圖所示,兩光滑平行的金屬導(dǎo)軌EF和GH,相距為,軌道平面與水平面成0=300,導(dǎo)軌足夠長,軌道的底端接有阻值為R的咆阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面,導(dǎo)體且水平.已知ab邊剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時(shí)線框都立即做減速運(yùn)動(dòng),且瞬時(shí)加速度大小都是耳,求:棒MN電阻為,垂直于導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒通過垂直于棒且于導(dǎo)軌共面的輕繩繞過(1)ab邊剛進(jìn)入磁場與ab邊剛出磁場時(shí)的速度大小;光滑的定滑輪與質(zhì)量為所的物塊A相連,開始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在物塊A上輕放一質(zhì)量為一的(2)線框進(jìn)入磁場的過程中

9、產(chǎn)生的熱量E小物塊B,使AB一起運(yùn)動(dòng),若從小物塊B放上物塊A開始到系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)速度恰達(dá)到穩(wěn)定值的過程中(AB未著地),電阻尺通過的電量為g,求此過程中:(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度;(2)導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大速度一半時(shí),導(dǎo)體棒加速度的大小;(3)閉合回路中產(chǎn)生的焦耳熱。10.如圖所示,兩根平行且光滑的金屬軌道固定在斜面上,斜面與水平面之間的夾角端接一只阻值為R=0.4Q的電阻器,在導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度m=3g,有效電阻為B=0.5T,兩軌道之間的距離為L=40cm,且軌道足夠長,電阻不計(jì)?,F(xiàn)將一質(zhì)量為r=1.0弼金屬桿ab放在軌道上,且與兩軌道垂直,然后由靜止釋放,求:

10、(l)金屬桿ab下滑過程中可達(dá)到的最大速率;(2)金屬桿ab達(dá)到最大速率以后,電阻器R每秒內(nèi)產(chǎn)生的電熱。12.如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.一質(zhì)量為直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為d,其右端接有阻值為R的電阻,m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂"現(xiàn)桿在水平向左,垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g.求:(1)此過程桿的速度最大值(2)此過程流過電阻R的電

11、量.13.如下圖所示,水平方向上的導(dǎo)軌,間距Li=0.5m,ab桿與導(dǎo)軌左端的距離G=0.8m,由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R=0.2烏垂直導(dǎo)軌所在平面豎面向下的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T,重物的質(zhì)量M=0.04kg,用細(xì)繩通過定滑輪與ab桿的中點(diǎn)相連,各處的摩擦均可忽略不計(jì).現(xiàn)使磁場以事=0.2T/s的變化率均勻地增大,試求當(dāng)t為多少時(shí),M剛好離開地面(取g=10m/s).£1/4"血14.單匝矩形線圈abcd放置在水平囿內(nèi),線圈囿枳為S=100cm,線圈處在向強(qiáng)磁場中,磁場方向與水平方向成30°角,求:(1)右磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T,則分過線圈

12、的磁通重力多少?(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改為與線圈平面垂直,且大小按B=0.1+0.2t(T)的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大?1.【答案】BC答案解析【解析】由楞次定律可知,金屬線框剛進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流方向沿abcda方向,故A錯(cuò)誤;由題圖乙可知,金屬框進(jìn)入磁場過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為vi,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2-ti,故金屬框的邊長:l=Vl(t2-ti),在金屬框進(jìn)入磁場的過程中,金屬框所受安培力等于重力,則得:Blvimg=BIl,I=R=v1(t2tl),聯(lián)立解得:磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,故B正確;金屬框在進(jìn)入磁VI場過程中產(chǎn)生的熱量為Q,重力對其做正功,安培力對其做負(fù)功,由能量守恒定

13、律得:VI+歲2Q=mglmgvi(t2-ti),故C正確;MN和PQ之間的距離為(t3-t2)+vi(t2-ti),所以D錯(cuò)誤.2.【答案】BC【解析】根據(jù)右手定則可以判斷出,cd中的感應(yīng)電流方向由c到d,故通過R的電流方向?yàn)橛赏庀騼?nèi),A錯(cuò)誤,B正確;金屬棒從cd沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),金屬棒中將產(chǎn)生正弦式電流,將金屬棒的瞬時(shí)速度V0分解,水平方向的分速度對產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢有貢獻(xiàn),水平方向的分速度vx=v0cos9,金屬棒切割磁感線產(chǎn)生正弦交變電流I=區(qū)工1小cos0,其有效值為尺,金屬棒的時(shí)間為t=,故R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=,故C正確;通過R的電量為q0t=Ri3.【答案】AC【解析】

14、由題意知,當(dāng)導(dǎo)軌光滑時(shí),金屬棒克服安培力做功,動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,即當(dāng)導(dǎo)軌粗糙時(shí),金屬棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng),要同時(shí)克服摩擦力,安培力做功,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦生熱和焦耳熱;由以上分析可知,導(dǎo)軌粗糙時(shí),安培力做的功少,導(dǎo)軌光滑時(shí),安培力做的功多,即安培力做功不相等,電流做功不相等,所以A正確;B錯(cuò)誤;兩種情況下,產(chǎn)生的內(nèi)能相等,都等于金屬棒的初動(dòng)能,故C正確;由上分析知,兩種情況導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的位移不相等,根據(jù)通過的電荷量bl、§=f=知,通過ab棒的電量不相等,所以D錯(cuò)誤。4.【答案】ACD.【解析】導(dǎo)線框離開磁場時(shí),磁通量減小,根據(jù)楞次定律得,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向.故確.導(dǎo)線框在進(jìn)出磁場時(shí)

15、,速度變化,則感應(yīng)電動(dòng)勢變化,產(chǎn)生的感應(yīng)電流變化,則所受的安培力變化,根據(jù)牛頓第二定律知,加速度變化,導(dǎo)線框做的變減速運(yùn)動(dòng).故B錯(cuò)誤.因?yàn)檫M(jìn)磁場時(shí)的速度大于出磁場時(shí)的速度,則進(jìn)磁場時(shí)產(chǎn)生的電流要比出磁場時(shí)產(chǎn)生的電流大,根據(jù)克服安培力做功知,Qi>Q2.故C正確.根據(jù)能量守恒定律知,線框動(dòng)能的減小量全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,則Qi+Q2=:小7.故D正確.5.【答案】AB【解析】由題,一是金屬棒的重力不計(jì),二是金屬棒不是勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)金屬棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)有:F=m一,當(dāng)金屬棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有f-UL2=0,聯(lián)解可得拉力的大?。篎=f_r_2,金屬棒的質(zhì)%RR量:m=土,故A,B正確.金屬棒由靜止加速

16、到v的過程中,金屬棒的位移不等于vto,則拉力R做功砰手Fvt也心上.故C錯(cuò)誤.金屬棒由靜止加速到v的過程中,回路磁通量的變化RWBdvt根據(jù)Ad-Bch-rq=一7分析可知流過電阻R的電量q*-.故D錯(cuò)誤.R及一1-,工=T-7R宙_"荷(F-N用筋七(F-R【解析】(D由于ab桿做勻速直線運(yùn)動(dòng),其合力必為零,因此二-;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,桿ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢,E由閉合電路歐姆定律可知一;R解得(2)在加速過程中任意時(shí)刻,由牛頓第二定律可知.二-;_Aw-:一。一.;Ar二、;=:=:二-;8.【答案】(1)371T(2)28.2J(3)3Q0.27W【解析】(1)S

17、斷開時(shí),ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),從圖乙得Ava=Ar2=6m/s二一-二,、_;.??;:)一:':一;::一;一-一;氏/口Ur(J?+冷燃H1斛得:-一,尺(F_m制的一氏二又因?yàn)?,一,RT白7_AS_LxE=B=BAfArAr解得';1F-M用力R-1F-必陽班用7.【答案】(1)2m/s2(2)4A(3)18.7J【解析】(1)在初始時(shí)刻,由牛頓第二定律:F0=ma/口Fo-,2得a=2m/sm(2)2s末時(shí),v=at=4m/s感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv=4V,EI回路電流為I=.=4AK(3)設(shè)拉力F所做的功為wf,由動(dòng)能定理:2WFWAEk-mmv由牛頓第二定律有mgsin

18、a=ma,所以有sina=a=37,t=0.5s時(shí),S閉合且加了磁場,分析可知,此后ab(vm=6m/s)后接著做勻速運(yùn)動(dòng).勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),由平衡條件知mgsina=F安,R總=R+R1+將先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到最大RiJb.皿,rE-»聯(lián)立以上四式有mgsina='Ra代入數(shù)據(jù)解得B=、"喧51n"R:=1T;V熱fn一,邑一(2)由能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有mgsina三m+Q;代入數(shù)據(jù)解得Q=mgsinam端=28.2J;改變電阻箱R2的值后,ab勻速下滑時(shí)有mgsina=Bdl;a所以I=CIBdRl通過R2的電流為I2=Hl十/CI;Wa為金屬桿克

19、服安培力做的總功,它與R上焦耳熱QR的關(guān)系為:R2的功率為P=hF2;聯(lián)立以上三式可得所以Pm=0.27W.由可得:v=憎虱艮丁9.【答案】(1)y=(2)。=叨陽加上2【解析】(1)設(shè)ab進(jìn)入磁場和離開磁場時(shí)線框的速度為V,則EE=BLv,I=,Fa=BIL;得:4叩gR5FZ2(2)導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大速度一半時(shí)E=m三7LE一電路中的電流:=R-r導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL導(dǎo)體棒和AB組成的系統(tǒng),按牛頓第二定律舊-三%-Ugsin30=-5/Z=(陽+三(2)研究ab進(jìn)入磁場到離開磁場過程,根據(jù)能量守恒易知?jiǎng)幽軟]變,所以熱量等于減少的重力勢能,即:熱量為Q=中g(shù)H;10.【答案】(1)上工=0£4mr(2)0=5.76x10由可得:a=;14(3)設(shè)物體下落的高度為h,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得:【解析】(1)當(dāng)達(dá)到最大速率Vm時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得曬郎也以=£

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