命题点4 金属棒或金属框在磁场中的运动-【一战成名新中考】2024贵州中考物理·分层作业本优质课件PPT

模块五 电磁学 ★命题点4 金属棒或金属框在磁场中的运动 （2023年未考；贵阳10年7考，较难） 贵州物理 物理 1 1.（多选）如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接有小灯泡 ，导 轨上有一金属棒 ，导轨右侧有一正方形匀强磁场 ，磁场方向垂 直导轨所在平面向里，若金属棒 从图示位置以一定初速度开始向右运 动到导轨右端的过程中（金属棒 在磁场中运动时受到磁场对其作用力 与运动方向相反），不计空气阻力，下列说法正确的是( ) 2 A. 金属棒 在磁场区域运动过程中速度越来越小 B. 金属棒 在整个运动过程中保持匀速直线运动状态 C. 金属棒 在有磁场区域运动过程中才有电流通过小灯泡 D. 金属棒 在整个运动过程中一直有电流通过小灯泡 AC 下列说法正确的是( ) 3 2.[2023贵阳乌当区模拟]如图所示， 、 是固定在水平绝缘桌面上的两根光滑长金属导轨， 和 是静止在导轨上的两根金属杆，它们与导轨接触良好.现加上一垂直于桌面的磁场后，用力向右拉动金属杆 ，磁场随即给 施加一个向左的力.请结合电磁感应和通电导体在磁场中受力的相关知识，判断 向左还是向右运动?并说明理由. 答： 向右运动；金属杆和金属导轨组成闭合回路， 由于电磁感应原理， 中产生感应电流， 中的电 流方向与 相反，而磁场方向不变，磁场对 的作 用力方向与 相反，即方向向右，所以 向右运动. 4 3.如图所示， 、 是水平放置的金属导轨，放置在垂直于导轨所在平面方向向里的匀强磁场中， 、 间接一阻值为 的电阻，在 、 金属轨道上放一接触良好的金属棒 ，在水平外力 的作用下以速度 向右匀速运动，请根据所学的物理知识判断金属棒 在向右匀速运动时电阻 上会不会有电流通过. 答：会有电流通过；由图可知， 可以组成闭合回路，金属棒 在磁场中做切割磁感线运动，由所学的物理知识可知，闭合回路部分导体在做切割磁感线运动时，便会产生感应电流，所以电阻 上会有感应电流通过. 5 4.[2017贵阳20题3分]如图所示，将两根竖直放置的光滑金属轨道（足够长）与电路连接，两轨道间有一均匀磁场区域（图中“ ”表示垂直于竖直面的磁感线）；重为 的金属杆 与上端固定的绝缘轻质弹簧相连接，并与两轨道接触良好，闭合开关，当 静止时弹簧无形变，若仅改变电流方向，请你判断 再次静止时弹簧被拉伸还是压缩，为什么？ 6 答：弹簧被拉伸.由题可知，闭合开关后，弹簧无形变， 金属杆 受到重力和磁场对 的力是一对平衡力，因 此磁场对 作用力的方向为竖直向上；当通过金属杆 的电流方向改变时，磁场对其作用力的方向变为竖直向 下，与重力方向相同，由力的平衡条件可知，此时弹簧对金属杆的作用力 为竖直向上的拉力，即弹簧被拉伸. 7 5.[2016贵阳20题3分]如图所示，倾斜固定在水平面上的 、 是两根足够长的光滑平行金属导轨（不计电阻）， 、 端接有一个电阻，均匀磁场 垂直于导轨所在平面.将金属棒 垂直于导轨放置后，由静止释放. （1）在下滑过程中金属棒会受到磁场对它的作用力，请分析此力产生的 原因. 答：金属棒与导轨构成闭合回路，金属棒在下滑的过程中由于做切割磁感线运动，产生感应电流，磁场对有电流通过的金属棒产生力的作用. 8 （2）已知金属棒速度越大，磁场对它的力就越大，且该力方向与它的运 动方向相反，请说明释放后金属棒速度大小的变化情况及其原因. 解： 金属棒先做加速运动，后保持匀速直线运动.释放后，金属棒由 于重力的作用而加速下滑；随着金属棒的速度逐渐增大，金属棒受到沿导 轨平面向上的磁场力增大，直至金属棒受力平衡，最终将做匀速直线运动. 9 1.[2020贵阳12题3分]铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动， 其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面），如图所示. 关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下 列说法正确的是( ) A. 由于水平面光滑，金属框能保持匀速直线运动状态 B. 金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力 C. 金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D. 金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因 D 10 2.如图所示，在绝缘光滑的水平桌面上有一均匀磁场区域 ，其磁感线方向与纸面垂直.现将竖立放置的金属框推向磁场区域，金属框由 点离手后进入磁场区域继续向右运动.请你结合能量及力与运动的知识判断金属框在进入磁场区域的过程中所受磁场对其作用力的方向，并简述你判断的理由. 答：金属框受磁场水平向左的作用力.闭合电路