导体在磁场中的运动专题

导体在磁场中的运动专题1. 如图1所示，有两根与水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近一个最大速度v m，则（）A. 如果B增大，v m将变大B. 如果α增大，v m将变大C. 如果R增大，v m将变大D. 如果m减小，v m将变大2. 如图5所示，三角形导轨COD上放一根导体MN，拉动MN使它以速度v匀速平动。

如果导轨与棒都是同种材料同种规格的均匀导体，匀强磁场垂直于轨道平面，那么棒MN运动过程中，闭合回路的（）A. 感应电动势保持不变B. 感应电流保持不变C. 感应电动势逐渐增大D. 感应电流逐渐增大3．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F．此时（）A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3 B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cosθD．整个装置消耗的机械功率为（F+μmg cosθ）v4．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示．当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时，能正确表示线圈中感应电动势E变化的是（）5.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R 外其余电阻不计．释放，则【 】A ．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB ．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →bC ．金属棒的速度为v 时，所受的按培力大小为F ＝22B L v RD ．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少6.如图所示，固定位置在同一水平面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u 。

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）。

设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g 。

则此过程【 】A.杆的速度最大值为22()F mg R B d μ-B.流过电阻R 的电量为Bdl R r+ 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 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量7.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m 、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑,并上升h 高度,如图所示.在这过程中( ).(A)作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零(B)作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh 与电阻R 上发出的焦耳热之和(C)恒力F 与安培力的合力所做的功等于零(D)恒力F 与重力的合力所做的功等于电阻R 上发出的焦耳热8．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有一电阻R ，导轨自身的电阻可忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为弧电阻可忽略不计的金属棒ab ，在沿着斜面、与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，并上升高度h ，如图所示，在这个过程中（ ）A ．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B ．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh 与电阻R 上发出的焦耳热之和C ．恒力F 与安培力的合力所做的功等于零D ．恒力F 与重力的合力所做的功等于电阻R 上发出的焦耳热9．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定B F a b Rr × × × × B × × × × × × × × L R a bm功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ）A ．（2πl 2nB ）2 /P B ．2（πl 2nB ）2 /PC ．（l 2nB ）2 /2PD ．（l 2nB ）2 /P10．如图所示，CDEF 是固定的、水平放置的、足够长的“U ”型金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中．在导轨上架着一根金属棒ab ，在极短时间给ab 棒一个水平向右的速度，棒将开始运动，最后又静止在导轨上，则ab 棒在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较A ．安培力对ab 棒做的功相等B ．电流通过整个回路所做的功相等C ．整个回路产生的总热量相等D ．通过ab 棒的电量相等11.足够长的光滑金属导轨E F ，P Q 水平放置，质量为m 电阻为R 的相同金属棒ab ，cd 与导轨垂直且接触良好，磁感强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面向里如图5所示。

现用恒力F 作用于ab 棒上，使它向右运动。

则[ ] A ．安培力对cd 做正功使它向右加速运动 B ．外力F 做的功等于克服ab 棒上安培力的功 C ．外力作的功等于回路产生的总热量和系统的动能D ．回路电动势先增后减两棒共速时为零12.如图6相距为L 的两光滑平行导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的右端接有电阻R （轨道电阻不计），斜面处在一匀强磁场B中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为m ，电阻为2R 的金属棒ab 放在导轨上，与导轨接触良好，由静止释放，下滑距离S 后速度最大，则[ ] A ．下滑过程电阻R 消耗的最大功率为R L B Sin g m 22222θ； B ．下滑过程电阻R 消耗的最大功率为R L B Sin g m 222223θ； C ．下滑过程安培力做功24422329R LB Sin g m θ； D ．下滑过程安培力做功 -⋅θSin mgS 24422329R L B Sin g m θ。

图5 ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ ⅹ ⅹE F P Qd bc a →F θ R B 图6 S13．甲乙如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻R，其他部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图乙为一段时间金属杆中的电流I随时间t的变化关系图象，则下列选项中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是( )14.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60°斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的感应强度B随时间的变化规律如图12-3-12乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0~t时间，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（）15．如图所示，在水平桌面上放置两条相距l的平行粗糙且无限长的金属导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连．金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B.滑杆与导轨电阻不计，滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为m的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态．现若从静止开始释放物块，用I 表示稳定后回路中的感应电流，g表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为f，则在物块下落过程中( )A ．物体的最终速度为(mg －f )RB 2l 2 B ．物体的最终速度为I 2R mg －fC ．稳定后物体重力的功率为I 2RD ．物体重力的最大功率可能大于mg (mg －f )R B 2l 216． 如图所示，电阻为R ，其他电阻均可忽略，ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m ，棒的两端分别与ab 、cd 保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef 从静止下滑经一段时间后闭合开关S ，则S 闭合后( )A ．导体棒ef 的加速度可能大于gB ．导体棒ef 的加速度一定小于gC ．导体棒ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同D ．导体棒ef 的机械能与回路产生的电能之和一定守恒17．如图所示，AB 、CD 为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下 ，磁感应强度为B 的匀强磁场中．AB 、CD 的间距为L ，左右两端均接有阻值为R 的电阻．质量为m 长为L 且不计电阻的导体棒MN 放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN 具有水平向左的初速度v 0，经过一段时间，导体棒MN 第一次运动到最右端，这一过程中AC 间的电阻R 上产生的焦耳热为Q ，则( )A ．初始时刻导体棒所受的安培力大小为2B 2L 2v 0RB ．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热为2Q 3C ．当导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12mv 20－2Q D ．当导体棒再次回到初始位置时，AC 间电阻R 的热功率为B 2L 2v 20R18.如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 。

将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动。

导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g ，下列选项正确的是[ ]A ．θ2mgvsin p =B ．θsin 3mgv p =C ．当导体棒速度达到2v 时加速度为sin 2g θ D ．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功19．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L 和2L 的两只闭 合线框a 和b ，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对环做的功分别为W a ∶W b ，则W a ∶W b 为（ ）A ．1∶4B ．1∶2C ．1∶1D ．不能确定20、用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示.在每个线框进入磁场的过程中，M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )A.U a ＜U b ＜U c ＜U dB.U a ＜U b ＜U d ＜U cC.U a =U b ＜U d =U cD.U b ＜U a ＜U d ＜U c 21、如图所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )A.2mgLB.2mgL +mgHC.mgH mgL 432+D.mgH mgL 412+。