发布时间 : 星期二 文章【2019-2020】高考物理二轮复习小题狂做专练二十四电磁感应中的动力学与能量问题更新完毕开始阅读e303f5337d1cfad6195f312b3169a4517623e5e0
【2019-2020】高考物理二轮复习小题狂做专练二十四电磁感应中的动力学与能量
问题电磁感应中的动力学与能量问题
一、选择题
1．【青岛2019届调研】如图，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m，电阻也为R的金属棒ab，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现金属棒在水平拉力F作用下以速度v0沿导轨向右匀速运动，则下列说法正确的是( ) A．金属棒ab上电流的方向是a→b B．电阻R两端的电压为BLv0
C．金属棒ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热 D．拉力F做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热
2．【红河州统一检测】如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒的质量分别为ma＝m，mb＝2m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R。b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，则下列说法错误的是( )
A．a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为BL2gh RB2L22ghB．a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小为
3RC．a棒和b棒最终稳定时的速度大小为2gh 329D．从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热为mgh
3．【江西联考】(多选)一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形导线框静止在光滑绝缘水平桌面上，桌面上直线PQ左侧有方向竖直向下的匀强磁场I，磁感应强度大小为B，PQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为2B，俯视图如图所示。现使线框以垂直PQ的初速度v向磁场Ⅱ运动，当线框的三分之一进入磁场Ⅱ时，线框速度为，在这个过程中，下列说法正确的是( )
v2 1 / 8
A．线框速度为时，线框中感应电流方向为逆时针方向
v3B2L2vB．线框速度为时，线框的加速度大小为
2mRv2C．线框中产生的焦耳热为mv2 BL2D．流过导线横截面的电荷量为
R384．【云南2019届月考】(多选)如图所示，相距为d的边界水平的匀强磁场，磁感应强度水平向里、大小为B。质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线圈abcd，将线圈在磁场上方高h处由静止释放，已知cd边刚进入磁场时和cd边刚离开磁场时速度相等，不计空气阻力，则( ) A．在线圈穿过磁场的整个过程中，克服安培力做功为mgd B．若L＝d，则线圈穿过磁场的整个过程所用时间为dmgR B2L22 ghC．若L< d，则线圈的最小速度可能为
D．若L< d，则线圈的最小速度可能为2g(h?L?d)
二、解答题
5．【杭州模拟】如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a； (3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。
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6．【雄安新区模拟】如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在竖直面上，导轨间距为L、足够长，下部条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直，上部条形匀强磁场的宽度为2d，磁感应强度大小为B0，方向平行导轨平面向下，在上部磁场区域的上边缘水平放置导体棒(导体棒与导轨绝缘)，导体棒与导轨间存在摩擦，动摩擦因数为μ。长度为2d的绝缘棒将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置，总质量为m，置于导轨上，导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生，图中未图出)，线框的边长为d(d (2)装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q； (3)线框第一次穿出下方磁场下边时的速度； (4)若线框第一次穿越下方磁场区域所需的时间为t，求线框电阻R。 3 / 8 7．【泰安质检】如图所示，P1Q1P2Q2和M1N1M2N2为水平放置的两足够长的光滑平行导轨，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小B＝0.4 T的匀强磁场中，P1Q1与M1N1间的距离为L1＝1.0 m，P2Q2与M2N2间的距离为L2＝0.5 m，两导轨电阻可忽略不计。质量均为m＝0.2 kg的两金属棒ab、cd放在导轨上，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与导轨形成闭合回路。已知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R＝1.0 Ω；金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g＝10 m/s。 (1)在t＝0时刻，用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd，使其从静止开始沿导轨以a＝5.0 m/s的加速度做匀加速直线运动，金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动？ (2)若用一个适当的水平外力F0(未知)向右拉金属棒cd，使其速度达到v2＝20 m/s后沿导轨匀速运动，此时金属棒ab也恰好以恒定速度沿导轨运动，求金属棒ab沿导轨运动的速度大小和金属棒cd匀速运动时水平外力F0的功率； (3)当金属棒ab运动到导轨Q1N1位置时刚好碰到障碍物而停止运动，并将作用在金属棒cd上的水平外力改为F1＝0.4 N，此时金属棒cd的速度变为v0＝30 m/s，经过一段时间金属棒cd停止运动，求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离。 2 2 答案与解析 4 / 8