文档介绍：43 电磁感应现象中的动力学问题
1.
如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B,方向垂直导线所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好,有效阻值为r的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则(不计导轨电阻)( )
→R→M
答案 C
解析根据右手定则可知:ab中产生的感应电流方向为b→a,则通过电阻R的电流方向为M→P→R,故A错误;金属导线ab相当于电源,ab两点间的电压是路端电压,即是R两端的电压。根据闭合电路欧姆定律得知,ab两点间的电压为U=IR=R=,故B错误。金属导线ab相当于电源,a端相当于电源的正极,电势较高,故C正确。ab棒向右做匀速直线运动,根据能量守恒得知:外力F做的功等于电路中产生的焦耳热,大于电阻R上发出的焦耳热,故D错误。
2.
边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速拉出磁场,如图所示,则选项中图象规律与这一过程相符合的是( )
答案 B
解析感应电动势E=BLv=Bv·2xtan30°=Bvx,则E与x成正比,故A错误、B正确。线框匀速运动F外=F安=BIL,由I=,E=BLv得到F外=,代入L=x,可得F外=x2,B、R、v一定,则F外∝x2,故C错误。外力的功率P外=F外v=x2,P外∝x2,故D错误。
,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落,如果线圈受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为( )
>a2>a3>a4 =a3>a2>a4
=a3>a4>a2 =a2>a3>a1
答案 B
解析未进磁场前和全部进入磁场后,都仅受重力,所以加速度a1=a3=g。线框在图2位置时,受到重力和向上的安培力,且已知F安<mg,所以a2=<g。而由于线框在磁场中做加速度为g的加速运动,故4位置时的速度大于2位置时的速度,根据F安=及a=可得a4<a2;故关系为:a1=a3>a2>a4,B正确。
4.(多选)如图所示,两光滑平行倾斜导轨PQ、EF所在平面与水平面的夹角为θ,匀强磁场垂直于导轨所在平面斜向下,导轨下端接一电阻R,质量为m的导体棒用平行于导轨的细线拴住置于导轨上,线的另一端跨过光滑定滑轮挂着一个质量为M的砝码,按住导体棒,整个装置处于静止状态,放手后,导体棒被细线拉着沿导轨向上运动一段位移s后,速度恰好达到最大值v(导体棒及导轨电阻忽略不计),在此过程中( )
=Mgs-mgssinθ-mv2
答案 BC
解析对于导体棒,从静止释放后先做加速运动,随着速度增大,由公式F安=知,导体棒所受的安培力增大,对M、m整体分析可得a=,当F安增大时加速度减小,则导体棒和M都做加速度逐渐越小的加速运动,B正确。对于M,根据牛顿第二定律得Mg-F拉=Ma,则细线的拉力小于重力,A错误。