3、變阻器連接成如圖所示的電路.若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是( )
A. 線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
B. 穿過(guò)線圈a的磁通量變小
C. 線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D. 線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大
圖9-4
4.如圖9-4所示,D1、D2是兩只相同的燈泡,L 是自感系數(shù)很大的線圈,其直流電阻與R 的阻值相同.關(guān)于燈泡發(fā)光情況正確的是( )
A.當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S ,D1立即變亮
B.當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi),D1先變得更亮,然后漸漸變暗
C.當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S, D2 將漸漸變亮
D.當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S待電
4、路穩(wěn)定后再斷開(kāi),D2 先變得更亮,然后漸漸變暗
圖9-5
5.如圖9-5所示,足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置,金屬棒ab、cd均通過(guò)棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上.虛線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng).a(chǎn)b、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,兩棒總電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì).開(kāi)始兩棒均靜止在圖示位置,當(dāng)cd棒無(wú)初速釋放時(shí),對(duì)ab棒施加豎直向上的力F,沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng).則( )
A.a(chǎn)b棒中的電流方向由b到a
B.cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C.cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D.力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和
圖9-6
5、
6.如圖9-6所示,兩個(gè)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為2a,一個(gè)直徑為2a的導(dǎo)線圓環(huán)從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?,則感應(yīng)電流I與導(dǎo)線圓環(huán)移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是( )
圖9-7
7.一足夠長(zhǎng)的銅管豎直放置,將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi),不考慮磁鐵與銅管間的摩擦,磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度可能是( )
A.逐漸增大到定值后保持不變
B.逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始?jí)A小,然后又越來(lái)越大
C.逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減小,到一定值后保持不變
D.逐漸增大到一定值時(shí)又開(kāi)始減
6、小到一定值之后在一定區(qū)間變動(dòng)
8.如圖9-8所示,位于水平面內(nèi)間距為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面,導(dǎo)軌左端用導(dǎo)線相連,一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒兩端放在導(dǎo)軌上,并與之密接.已知導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r,導(dǎo)線和導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì).從 t=0時(shí)刻起,導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下,從導(dǎo)軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),求:
(1)t時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流I和此時(shí)回路的電功率P;
(2)t時(shí)間內(nèi)拉力做的功.
圖9-8
9.如圖9-9甲所示,斜
7、面傾角為37°,一寬為d=0.43 m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上,磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行.在斜面上由靜止釋放一長(zhǎng)方形金屬線框,線框沿斜面下滑,下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行.取斜面底部為零勢(shì)能面,從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示,圖中①、②均為直線段.已知線框的質(zhì)量為m=0.1 kg,電阻為R=0.06 Ω,重力加速度取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)求金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t;
(3)求金屬線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生電熱的最大功
8、率Pm;
(4)請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性地畫出:在金屬線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到完全穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中感應(yīng)電流I的大小隨時(shí)間t變化的圖像.
甲 乙 丙
圖9-9
專題限時(shí)集訓(xùn)(九)
1.D [解析] 設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前,線框和重物的加速度大小均為a,繩上彈力大小為T,則T-mgsin θ=ma,Mg-T=Ma,聯(lián)立可得a=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,則根據(jù)線框的平衡條件可得mgsin θ+F安=Mg,其中F安=,可得v=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線框做勻速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t==,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒定律,該勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于
9、產(chǎn)生的焦耳熱,所以Q=(Mg-mgsin θ)l2,選項(xiàng)D正確.
2.D [解析] C上有缺口,進(jìn)入磁場(chǎng)不受安培力,故加速度為g,A、B線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,受到安培力和重力,有mg-=ma,且m=ρ·4LS,R=ρ′,得a=g-,A、B線圈加速度一樣,選項(xiàng)D正確.
3.D [解析] 若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),螺線管b中的電流增大,穿過(guò)線圈a的磁通量變大,根據(jù)楞次定律,線圈a中產(chǎn)生俯視逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,線圈a有縮小的趨勢(shì),線圈a對(duì)水平桌面的壓力FN將增大,選項(xiàng)D正確.
4.D [解析] 當(dāng)S1接a 時(shí),閉合S ,L通電自感,D1將逐漸變亮,待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi),D1漸漸變暗,選項(xiàng)A
10、、B錯(cuò)誤;當(dāng)S1接b 時(shí),閉合S ,D2 將立即變亮,待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi),L斷電自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),D2 先變得更亮,然后漸漸變暗,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.
5.A [解析] 根據(jù)右手定則可判斷出ab棒中電流方向由b到a,選項(xiàng)A正確;由左手定則可判斷出cd棒受到的安培力垂直導(dǎo)軌平面向里,由于ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng),回路中的感應(yīng)電流逐漸增大,cd棒受到的安培力逐漸增大,故cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)cd棒所受重力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí),速度達(dá)到最大;然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),最后停止運(yùn)動(dòng), cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;對(duì)ab棒分析,由動(dòng)能定理可知WF-WG
11、-W安=mv2,故力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
6.C
7.A [解析] 永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)下落的過(guò)程,銅管不斷切割磁感線,管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,銅管阻礙磁鐵下落,磁鐵加速下落時(shí),豎直向上的阻力增大,當(dāng)阻力等于磁鐵的重力時(shí),磁鐵的速度增大到最大,此后保持不變,選項(xiàng)A正確.
8.(1)I=,P= (2)WF=+ma2t2
[解析] (1)導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).
在t時(shí)刻的速度v=at
位移x=at2
導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv
由閉合電路歐姆定律知,導(dǎo)體棒中電流I為
I= 其中R=2xr
聯(lián)立以上各式有I=
12、
此時(shí)回路的電功率P=I2R
解得P=.
(2)對(duì)導(dǎo)體棒,在t時(shí)間內(nèi)應(yīng)用動(dòng)能定理,有
WF-W安=mv2
其中安培力做的功W安=Pt=
故t時(shí)間內(nèi)拉力做的功WF=+ma2t2.
9.(1)0.5 (2)0.125 s (3)0.43 W (4)如圖所示
[解析] (1)對(duì)圖線①,由功能關(guān)系,有
μmgx1cos θ=E1-E2
解得μ==0.5.
(2)金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)前,由牛頓第二定律,有
mgsin θ-μmgcos θ=ma
解得加速度a==2 m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v=2ax1
則線框恰進(jìn)入磁場(chǎng)的速度v1=1.2 m/s
金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)后,減少的
13、機(jī)械能等于克服安培力和摩擦力所做的功,機(jī)械能均勻減少,因此安培力為恒力,線框做勻速運(yùn)動(dòng),則
mgsin θ=FA+μmgcos θ
由功能關(guān)系,有
·x2=E2-E3
解得x2=0.15 m
剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t==0.125 s.
(3)線框出磁場(chǎng)時(shí)速度最大,線框內(nèi)熱功率最大.
Pm=I2R=
又由v=v+2a
可得v2=1.6 m/s
線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),有
FA+μmgcos 37°=mgsin 37°,
可求出FA=0.2 N,
又因?yàn)镕A=BIL=,
可求出B2L2=0.01 T2·m2
Pm=I2R==0.43 W.
(4)圖像如圖所示.