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第五課時 電磁感應中的力學問題習題課
1．如圖所示，讓閉合線圈abcd從高h處下落后，進入勻強磁場中，在bc邊開始進入磁場，到ab邊剛進入磁場的這一段時間內，表示線圈運動的v－t圖像可能是下圖中的中哪幾個?（ ）
2．如圖甲中bacd為導體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質量為m的導體棒ＰＱ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為Ｒ，整個裝置放于垂直框架平面的變化的磁場中，磁感強度Ｂ變化的狀況如圖乙，ＰＱ始終靜止，在0～ts內，ＰＱ受到的摩擦力的變化狀況可能是（ ）
A．f一直增大
B．f一直減小
C．f先減小后增大
D．f先增大后減小
3．如圖所示，足夠長的導線框abcd固定在豎直平面內，bc段電阻為Ｒ，其他電阻不計，ef是一電阻不計的水平放置的導體桿，質量為m，桿的兩端分別與ab、cd良好接觸，又能沿框架無摩擦滑下，整個裝置放在與框面垂直的勻強磁場中．當ef從靜止開始下滑，經過一段時間后，閉合開關Ｓ，則在閉合開關Ｓ后（）
A．ef加速度的數(shù)值有可能大于重力加速度
B．如果改變開關閉合時刻，ef先、后兩次獲得的最大速度一定不同
C．如果ef最終做勻速運動，這時電路消耗的電功率也因開關閉合時刻的不同而不同
D．ef兩次下滑過程中，系統(tǒng)機械能的改變量等于電路消耗的電能與轉化的內能之和
4．如圖所示，用粗細不同的銅絲制成兩個邊長相同的正方形閉合線圈a和b，讓它們從相同的高度處同時自由下落，下落中經過同一個有邊界的勻強磁場區(qū)域，設經過勻強磁場區(qū)域時線框平面始終與磁場方向保持垂直，若不計空氣阻力，則（）
A．兩個導線框同時落地
B．粗銅絲制成的線框a先落地
C．細銅絲制成的導線框b先落地
D．磁場區(qū)寬度未知，不能確定
5．兩根相距為 L 的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內，另一邊垂直于水平面.質量均為 m 的金屬細桿 ab、cd 與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為 μ，導軌電阻不計，回路總電阻為 2R.整個裝置處于磁感應強度大小為 B，方向豎直向上的勻強磁場中.當 ab 桿在平行于水平導軌的拉力 F 作用下以速度 v1 沿導軌勻速運動時，cd 桿也正好以速度 v2 向下勻速運動.重力加速度為 g.以下說法正確的是（ ）
A.ab 桿所受拉力 F 的大小為 μmg+ B.cd 桿所受摩擦力為零
C.回路中的電流強度為 D.μ 與 V1 大小的關系為 μ=
6．如圖所示，在水平面上有兩條平行導電導軌MN、PQ導軌間距離為l，勻強磁場垂直于導軌所在的平面（紙面）向里，磁感應強度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導軌上，與導軌垂直，它們的質量和電阻分別為m1、m2和R1、R2兩桿與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度v0沿導軌運動；達到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導軌運動，導軌的電阻可忽略，求此時桿2克服摩擦力做功的功率．
7．如圖所示，固定在水平面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動．此時，adeb構成一個邊長為l的正方形．棒的電阻為r，其余部分電阻不計．開始時磁感應強度為B0．
（1）若從t＝0時刻起，磁感應強度均勻增加，每秒增量為k，同時保持靜止．求棒中的感應電流，并說明方向．
（2）在上述（1）情景中，始終保持棒靜止，當t＝t1s末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？
（3）若從t＝0時刻起，磁感應強度逐漸減小，當棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產生感應電流，則磁感應強度應怎樣隨時間變化？（寫出B與t的關系式）
8．如圖所示，矩形線框的質量m＝0.016kg，長l＝0.5m，寬d＝0.1m，電阻R＝0.1Ω.從離磁場區(qū)域高h1＝5m處自由下落，剛入勻強磁場時由于磁場力作用，線框正好作勻速運動.求：
(1)磁場的磁感應強度；
(2)如果線框下邊通過磁場所經歷的時間為△t＝0.15s，求磁場區(qū)域的高度h2．
9．如圖所示，豎直平行導軌上端足夠長，相距d，處在垂直于導軌平面的水平勻強磁場中，磁感應強度為B．導體桿bc和ef質量均為m，電阻均為R（其余電阻均不計），桿身與導軌垂直，bc固定在導軌上，ef緊貼導軌與導軌接觸良好．用豎直向上的力F拉ef從靜止開始向上做加速度為a的勻加速運動．
（1）推導力F的功率隨時間變化的關系；
（2）討論導軌對bc桿豎直方向的作用力隨時間變化的關系．（不計水平方向的作用力）．
10．如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0＝0.10Ω/m，導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離l＝0.20m，有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間t的關系為B＝kt，比例系數(shù)k＝0.020T/s，一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在t＝0時刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向導軌的另一端滑動，求在t＝6.0s時金屬桿所受的安培力.


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