电磁感应与力学综合类型题

电磁感应与力学综合类型题

1如图所示，两根相距 I 的平行直导轨ab 、cd , b 、d 间连有一固定电阻 R ,导轨电阻忽略 不计.MN 为ab 和cd 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R .整个装置处于匀强磁场 中，磁感应强度的大小为 B ，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内） .现对 MN

施加一力使它沿导轨方向以速度 两端电压大小，则（ A ） u 做匀速运动.用 U 表示MN

A . U = BI u /2,流过固定电阻 R 的感应电流由b 到d

B. U = BI u /2,流过固定电阻 R 的感应电流由d

到b

C. U = BI u ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d

D. U = BI u ，流过固定电阻 R 的感应电流由d 到b 2、.如图I , ab 和cd 是位于水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计.

阻值为R 的电阻.ef 为一垂直于ab 和cd 的金属杆，它与 ab 和cd 接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动.

ef 长为I ,电阻可忽略.整

个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强 度为B ,当施外力使杆ef 以速度v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安 培力为（A ）.

3.如图所示，ABC [是固定的水平放置的足够长的 U 形导轨，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 ,在极短时间内给棒ab 一个水平向右的速度，ab 棒开始运 动，最后又静止在导轨上， 则ab 在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较 （A ）

A.整个回路产生的总热量相等 A

B.安培力对ab 棒做的功相等 /

/

C.安培力对ab 棒的冲量相等 /

D.电流通过整个回路所做的功相等

r" D

4.如图，AB 、CD 是固定的水平放置的足够长 U 形金属导轨， 整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中， 在导轨上放一金属棒 ab ,给ab 一个水平向右的冲量,

使它以初速度V 0运动起来，最后静止在导轨上，在导轨是光滑和 粗糙两种情况下

C

A. 安培力对ab 所做的功相等 B .电流通过整个回路做功相等 C .整个回路产生的热量相等

5.如图所示，匀强磁场和竖直导轨所在面垂直，金属棒 ab 可在导轨上无

摩擦滑动，在金属棒、导轨和电阻组成的闭合回路中，除电阻

R 外，其

余电阻均不计，在ab 下滑过程中： []

A. 由于ab 下落时只有重力做功，所以机械能守恒.

B. ab 达到稳定速度前，其减少的重力势能全部转化为电阻 R 的内能.

C. ab 达到稳定速度后，其减少的重力势能全部转化为电阻 R 的内能.

D. ab 达到稳定速度后，安培力不再对 ab 做功.

A

vB 2I

B

vBI C

V B 2I

R

R

R

vBI 2 R

af 之间连接

D .到停止运动时，两种情况棒运动距离相等

X X

X X

6•如图所示，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的水平匀强磁场中， 磁场垂直于该回路所在的平面，方向向外， AC 导体可紧贴光滑竖直导轨自由上

下滑动，导轨足够长，回路总电阻

R 保持不变，当AC 由静止释放后

A .导体AC 的加速度将达到一个与阻值 R 成反比的极限值

B .导体A

C 的速度将达到一个与 R 成正比的极限值 C .回路中的电流将达到一个与 R 成反比的极限值

D .回路中的电功率将达到一个与

R 成正比的极限值

B 2L 2V m mg

2~2

【解析】匀速运动时v T V m ，此时有mg = BIL = R 得V m = B L R ，P

7.如图所示，竖直平行导轨间距 L = 20 cm ，导轨顶端接有一电键 K .导体棒ab 与导轨接触良好且无摩擦, ab 的电阻R = 0.4 Q,质量m = 10g ，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感 应强度B = 1 T .当ab 棒由静止释放0.8 s 后，突然接通电键，不计空气阻力，设 导轨足够长.求ab 棒的最大速度和最终速度的大小.（g 取10 m/s 2）

【解析】ab 棒由静止开始自由下落 0.8 s 时速度大小为v = gt =8 m/s 贝U 闭合K 瞬间，导体棒中产生的感应电流大小 1= Blv/R = 4 A

ab 棒受重力 mg = 0.1 N

因为F > mg ，ab 棒加速度向上，开始做减速运动，产生的感应电流和受到的

2, 2

B l v

安培力逐渐减小，当安培力 F = mg 时，开始做匀速直线运动•此时满足 R = mg

解得最终速度v '= mgR/B 2l 2 = 1 m/s .

闭合电键时速度最大为 8 m/s .

8、如图所示，两根足够长的直金属导轨 MN 、PQ 平行放置在倾角为 B 的绝缘斜面上，两导

轨间距为L ，M 、P 两点间接有阻值为 R 的电阻.一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两 导轨上，

并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向

下，导轨和金属杆的电阻可忽略 让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，

不计它们之间的摩擦.

⑴由b 向a 方向看到的装置如图所示， 请在图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

ab 的速度大小为v 时，求此时ab 杆中的电流及加速度的大小;

解：（1）重力mg ，竖直向下；支撑力 N,，垂直斜面向上；安培力 F ，沿斜面向上.

⑵当ab 杆速度为v 时，感应电动势 E=BLv ，此时电路电流I

杆受到安培力F Blv

2 2 2 2 2 2

E B L V

m

m g

2 2-

R R B L R

E Blv R R

（2）在加速下滑过程中，当杆