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第4章 电磁感应综合复习(三)
电磁感应中的动力学与能量问题练习题
1、 单选题
1..如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN与金属线紧密接触,起始时OA=l0 ,且MN⊥OQ,所有导线单位长度电阻均为r,MN匀速水平向右运动的速度为v,使MN匀速运动的外力为F,则外力F随时间变化的规律图象正确的是( )
2.如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )
A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M
B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s
C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V 后保持不变
D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和
3.如图所示,相距为d的两条水平虚线之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,正方形线圈abec边长为L(L<d)、质量为m、电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,ce边刚进入磁场时的速度为v0,刚离开磁场时的速度也为v0,重力加速度大小为g,则线圈穿过磁场的过程中(即从ce边刚进入磁场到ab边离开磁场的过程),有( )
A.产生的焦耳热为mgd
B.产生的焦耳热为mg(d-L)
C.线圈的最小速度一定为2
D.线圈的最小速度可能为
4.如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长.从置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则( )
A.Q1>Q2 q1=q2 B.Q1>Q2 q1>q2
C.Q1=Q2 q1=q2 D.Q1=Q2 q1>q2
5.如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v-t图象中,能正确描述上述过程的是( )
6.如图所示,质量均为m的金属棒ab、cd与足够长的水平金属导轨垂直且接触良好,两金属棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ,磁感应强度为B的匀强磁场的方向竖直向下.则ab棒在恒力F=2μmg作用下向右运动的过程中,有( )
A.安培力对ab棒做正功
B.安培力对cd棒做正功
C.ab棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速运动
D.cd棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速运动
7.如图所示,足够长的金属导轨竖直放置,金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上.虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方有竖直向下的匀强磁场,两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ,两棒总电阻为R,导轨电阻不计.开始两棒静止在图示位置,当cd棒无初速释放时,对ab棒施加竖直向上的力F,沿导轨向上做匀加速运动.则下列说法中错误的是( )
A.ab棒中的电流方向由b到a
B.cd棒先加速运动后匀速运动
C.cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力
D.力F做的功等于两棒产生的电热、摩擦生热与增加的机械能之和
2. 多选题
8.(多选)如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒c、d置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放c,c刚进入磁场立即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移.下图中正确的是( )
9.(多选)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有三条水平虚线l1、l2、l3,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d,两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是(