55电磁感应与力学的综合.docx

专注理科思维训练 微信公众号：大悟理电磁感应与力学的综合1如图所示，上下开口，内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 ( ) A在P和Q中都做自由落体运动 B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在P中的下落时间比在Q中的长 D落至底部时在P中的速度比在Q中的大2（多选）如图所示，竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则 ( ) A上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功 B上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功 C上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率3如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置，今使棒以一定的初速度V0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为Va、Vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在 a到b和由b到c的两个过程 ( ) A回路中产生的内能相等 B棒运动的加速度相等 C安培力做功相等 D通过棒横截面积的电荷量相等4（多选）如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度V0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q，已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计，则 （ ） A该过程中导体棒做匀减速运动 B该过程中接触电阻产生的热量为 C开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为S= D当导体棒的速度为时，回路中感应电流大小为初始时的一半5（多选）在伦敦奥运会上，100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L=0.5 m，一端通过导线与阻值为R=0.5的电阻连接，导轨上放一质量为m =0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场方向竖直向下用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动，当改变拉力的大小时，相对应的速度v也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持一致，已知v和F的关系如图乙(取重力加速度g=10m/s2)则 ( ) A金属杆受到的拉力与速度成正比 B该磁场磁感应强度为lT C图线在横轴的裁距表示金属杆所受安培力的大小 D导轨与金属杆之间的动摩擦因数为=0.46（多选）如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的be边平行，磁场方向垂直于线框平面向里，现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v-t图像，图中数据均为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力下列说法正确的是 ( )A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B、磁场的磁感应强度为C金属线框在0 -t3时间内所产生的热量为mgv1（t2t1）DMN和PQ之间的距离为v1（t2t1）B组1（多选）如图所示，水平放置的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为，现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）设杆接人电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g则在此过程中 ( ) A杆运动速度的最大值为 B流过电阻R的电荷量为 C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量2（多选）一质量为m、电阻为r的金属杆ab以一定的初速度v0从一光滑的平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成300角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则 ( ) A向上滑行的时间大于向下滑行的时间 B向上滑行时电阻R上产生的热虽大于向下滑行时电阻R上产生的热量 C向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等 D金属杆从开始上滑至返同出发点，电阻R上产生的热量为3（多选）如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为L1，bc边长为L2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef/MN，线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，F沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是 ( ) A线框进入磁场前的加速度为 B线框进入磁场时的速度为 C线框进入磁场时有a一bcd方向的感应电流 D线框进入磁场的过程中产生的热量为（F-mgsin）L14（多选）如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触，已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是 ( ) A导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左 B导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U= BLv0 C导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep= D金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=5.（多选）如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B0=0.5T，并且以= 0.1 T/s的变化率均匀增大，图像如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度L=0.5 m，在导轨上放着一金属棒MN，电阻Ro =0. 1，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M=0.2 kg的重物，导轨上的定值电阻R=0.4，与P、Q端点相连组成回路，又知PN长d=0.8 m在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是(g取10N/kg) ( ) A电流的方向由P到Q B电流的大小为0.1A C从磁感应强度为B0开始计时，经过495 s的时间，金属棒MN恰能将量物拉起 D电阻R上产生的热量约为16 JC组1如图所示，足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内，导轨间距为L，b、c两点间接一阻值为R的电阻ef是一水平放置的导体杆，其质量为m、有效电阻值为R，杆与ab、cd保持良好接触整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动，上升了h高度，这一过程中b、c间电阻月产生的焦耳热为Q，g为重力加速度，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用求： (1)导体杆上升h高度过程中通过杆的电荷量； (2)导体杆上升h高度时所受拉力F的大小； (3)导体杆上升h高度过程中拉力做的功 2两根足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为，在导轨所在平面内，分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒电阻为R1，完成下列问题： (1)如图甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源，撤去外力盾导体棒仍能静止，求直流电源的电动势； (2)如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑，在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度； (3)求第(2)问中导体棒所能达到的最大速度3半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面BA的延长线通过圊导轨中心0，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）直导体棒在水平外力作用下以角速度绕0逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦闪数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g求： (1)通过电阻R的感应电流的方向和大小； (2)外力的功率， 4、如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角= 300的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4 m导轨所在空间被分成区域I和，两区域的边界与斜面昀交线为MNI中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T在区域I中，将质量m1=0.1 kg，电阻R1=0.1的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域中将质量m2=0.4 kg，电阻R2=0.1的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2问： (1 )cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少 5如图，光滑斜面的倾角=300，一个矩形导体线框abcd放在斜面内，ab边水平，长度L1=1 m，bc边的长度L2=0. 6 m，线框的质量m=1 kg，总电阻R=O.1，线框通过细线与质量为M=2 kg的重物相连，细线绕过定滑轮，不计定滑轮对细线的摩擦，斜面上水平线ef的右侧有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5 T如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，矿线和斜面最高处gh（gh是水平的）的距离s=11.4 m，取g=10 m/s2，求： (1)线框进入磁场时匀速运动的速度v： (2)ab边运动到gh时的速度大小 6如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为300的斜面向上，绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2. 5 m，MN连线水平，长为3 m以MN中点0为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m，质量m为1 kg，电阻R为0.3，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v=1m/s在导轨上沿并轴正向运动（金属杆与导孰接触良好）g取10 m/s2(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E 及运动到x=0. 8 m处电势差UCD； (2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图乙中画出F-x关系图像； (3)求金属杆CD从MN处运动到p点的全过程产生的焦耳热， 7如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成530角固定放置，导轨间连接一阻值为6的电阻R，导轨电阻忽略不计在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为曰的匀强磁场，导体棒a的质量为ma=0.4 kg，电阻Ra=3；导体棒b的质量为mb=0. 1 kg，电阻Rb=6；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好，a.b从开始相距Lo=0.5m处同时由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10 m/s2，不计a、b之间电流的相互作用）求： (1)当a、b分别穿越磁场的过程中，通过R的电荷量之比： (2)在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比； (3)磁场区域沿导轨方向的宽度d： (4)在整个遗程中，产生的总焦耳热 7