专题43 电磁感应中的动力学和能量问题练 2017年高考物理一轮复习讲练测原卷版

1、 1（多选）如图所示，光滑绝缘的水平面上，一个边长为L的正方形金属框，在水平恒力F作用下运?Ld?abd变进入磁场时，当动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域。磁场区域的宽度为线框的加速度。恰好为零。则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，下列分析正确的是: （） A两过程所用时间相等 B所受的安培力方向相反 C线框中产生的感应电流方向相反 D进入磁场的过程中线框产生的热量较少 2（多选）如图所示，一个很长的光滑导体框倾斜放置，顶端接有一个灯泡，匀强磁场垂直于线框所ab下滑达稳定速度后，小灯泡获得一个稳定的电功率，除小灯泡外其他在平面，当跨放在导轨上的金属棒电阻均不计，则若使小灯泡的电

2、功率提高一倍，下列措施可行的是: （） A换用一个电阻为原来2倍的小灯泡 B将金属棒质量增为原来的2倍 将导体框宽度减小为原来的一半C2 将磁感应强度减小为原来的D 23如图所示，在光滑的水平面上宽度为L的区域内，有一竖直向下的匀强磁场现有一个边长为a （aL）的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v向右滑动，穿过磁场后速度减为v，那么当线圈完全0处于磁场中时，其速度大小: （） v?vv?v00 BA大于等于 22v?v0 小于CD以上均有可能 24如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上一电阻不计，质量为m的导体 棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩

3、形棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B在t=00时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a （1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式； （2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？ 来源:（3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量 、NM处与距r、电阻为R、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在5如图所示，竖直平面内有

4、一半径为1、NF相接，EF之间接有电阻R，已知R=12R，R=4离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨MER。在MN212上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒 ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触 良好，设平行导轨足够长。已知导体棒下落r/2时的速度大小为v，下落到MN处时的速度大小为v 21。r时的加速度大小； 从A处下落（1）求导体棒ab 2（2）若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场I和II这间的距离h和R上的电功率2P； 2（3）若将磁场II的CD边界略微

5、下移，导体棒ab进入磁场II时的速度大小为v作F，要使其在外力3用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。 1（多选）如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨间距为L，电阻不计、与导轨相连的定值电阻阻值为R。磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一质量为m的导体棒，从ab位置以平行斜面大小为v的初速度向上运动，最远到达ab的位置，滑行的距离为s。导体棒的电阻也为R，与导轨之间接触良好并与导轨始终垂直且动摩擦因数为。则: （） 22v2RBA上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 LB上滑过程中通过定值电阻R的电量为BSL/2R 12mvmgs（sinC上滑过程

6、中定值电阻R产生的热量为cos） 212mvmg上滑过程中导体棒损失的机械能D为s sin 22（多选）如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁B?3BBB?，一个竖直放置的边长为a场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为，质21 量为m，电阻为R的正方向金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运v，则下列判断正确的是: 动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为 （） 2 2Ba2A此过程中通过线框截面的电量为 R12 B此过程中克服安培力做的功为mv 422va8BC此时线框的加速度为 mR来源:222vBa3D

7、此时线框中的电功率为 4R?的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为（多选）如图所示，在倾角为B，方向相反的匀3 强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP以及PNt时刻ab的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，边刚m、电阻为R、边长也为L均为L，一个质量为1vt时刻ab边下滑到JP与MN越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度的中间做匀速直线运动，21v做匀速直线运动，重力加速度为g，下列说法中正确的是: 位置，此时导线框又恰好以速度 （） 2 ?singa? 时，导线框的加速度大小为A当ab边刚越过JPv:v?4:1 B导线框两次匀速运动

8、的速度之比21tt的过程中，导线框克服安培力做的功等于重力势能的减少 到C从21?mmgLsin322tt?(v?v)机械能转化为电能 从D的过程中，有到 2121224如图甲所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨，处于同一水平面内，其间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，一跨在导轨上质量m=0.1kg的导体棒，从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度时间图像，其中OA段是直线，AC是P?4.5W，此后功率保持不变，除DE曲线

9、，是曲线图像的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率，额2s/?10mg R以外，其余部分的电阻均不计，。 （1）求导体棒在012s内的加速度大小； （2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数以及电阻R的阻值； （3）若已知012s内R上产生的热量为12.5J，牵引力做的功为多少？ 0?，在斜面上放置一矩形线框，边的边长5如图所示，光滑斜面的倾角，边的?30m1?lbcabcdab1边长，线框的质量，电阻，线框通过细线与重物相连，重物质量，斜面上?0.1R?kg?2Mkg?0.6?m1ml2线（）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度，如图线框从静止开始运动，进T0.5B?ghefef 2），求

10、：（取 的距离入磁场最初一段时间是匀速的，线和m11.4s?ghefsg?10m/（1）线框进入磁场前重物M的加速度； （2）线框进入磁场时匀速运动的速度； v（3）边由静止开始运动到线处所用的时间； tghab（4）边运动到线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到线的整个过程中产生的焦耳热。 ghghab 1【2016·浙江卷】（20分）小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50 m，倾角=53°，导轨上端串接一个R=0.05 的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨 平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T。质量m=

11、4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N 拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时2，sin 53°=10 m/s=0.8，不计其他电阻、摩健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g擦力以及拉杆和绳索的质量）。求 （1）CD棒进入磁场时速度v的大小； （2）CD棒进入磁场时所受的安培力F的大小； A（3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。 2【2016·全国新课

12、标卷】如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为SB?kt，式中B随时间t的变化关系为区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，的区域，磁感应强度大小11 k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t00 时刻恰好以速度v越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻0均忽略不计。求 （1）在t=0到t=t时间间隔内，流

13、过电阻的电荷量的绝对值； 0（2）在时刻t（t>t）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。 0 3【2015·四川·11】如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水 平面夹角为，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上2和1，由导轨上的小立柱较小）（棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为ef重合；NQ与阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所

14、有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。 来源学#科#Z#X#X#K，在水平导轨上沿运动方向B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v（1）若磁感应强度大小为1 滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量； （2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电荷量； （3）若ab棒以垂直于NQ的速度v在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，2且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。 4【2015·上海

15、83;20】（多选）如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程WWWW，回路中产生F做功，磁铁克服磁场力做功，磁场力对导体棒做功，重力对磁铁做功中外力G2F1E。则: （）的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为 K来源:. W?QW?EW?W?E?QQ?WW CD A B 1KGKF112|Z|X|X|K学科来源、PQ边的电阻不计，MN14分）如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MP5【2014·上海·33】（边的电阻阻值R=1.5，MN与MP的夹角为135°，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。将质量m=2kg，、H间