届高中物理二轮复习热点题型专练专题电磁感应中动力学和能量问题含解析

届高中物理二轮复习热点题型专练专题.电磁感觉中的动力学和能量问题含解析届高中物理二轮复习热点题型专练专题.电磁感觉中的动力学和能量问题含解析PAGE届高中物理二轮复习热点题型专练专题.电磁感觉中的动力学和能量问题含解析专题9.4电磁感觉中的动力学和能量问题1.(多项选择)以以下图，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两同样的金属导体棒a、b垂直于导轨静止搁置，且与导轨接触优秀，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b素来保持静止，则它所受摩擦力可能()A．变成0B．先减小后增大C．等于FD．先增大再减小【答案】AB2.以以下图，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由着落，其下面ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上面cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A．2mgLB．2mgL＋mgHC．2mgL＋eq\f(3,4)mgHD．2mgL＋eq\f(1,4)mgH【解析】设ab刚进入磁场时的速度为v1，cd刚穿出磁场时的速度v2＝eq\f(v1,2)，线框自开始进入磁场到完满穿出磁场共着落高度为2L，由题意得，eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝mgH，eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mg·2L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＋Q，解得，Q＝2mgL＋eq\f(3,4)mgH，C项正确．【答案】C3.以以下图，间距为L、电阻不计的足够长平行圆滑金属导轨水平搁置，导轨左端用一阻值为R的电阻连结，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触优秀．整个装置处于竖直向上、磁感觉强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中经过的电荷量为q以下说法正确的选项是()A．金属棒在导轨上做匀减速运动B．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为eq\f(mv\o\al(2,0),2)C．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为eq\f(qR,BL)D．整个过程中金属棒战胜安培力做功为eq\f(mv\o\al(2,0),2)【答案】D4.竖直平面内有一形状为抛物线的圆滑曲面轨道，以以下图，轨道下半部分处在两个水平向里的匀强磁场中，磁场的界限分别是y＝a、y＝b、y＝c的直线(图中虚线所示)．一个小金属环从抛物线上y＝d处由静止开释，金属环沿抛物线下滑后环面总保持与磁场垂直，那么产生的焦耳热总量是()A．mgdB．mg(d－a)C．mg(d－b)D．mg(d－c)【解析】小金属环进入和穿出磁场的过程都要切割磁感线，所以小金属环的机械能不停地转变成电能，电能又转变成内能；最后小金属环在y＝c的直线与x轴之间的磁场内来往运动，整个过程中机械能的减小量为ΔE＝mg(d－c)，由能的转变与守恒定律可知，产生的焦耳热总量为Q＝ΔE＝mg(d－c)，所以D项正确．15(多项选择)如图10­3­27所示，在水平圆滑绝缘桌面上成立直角坐标系xOy，第一象限内存在垂直桌面向上的磁场，磁场的磁感觉强度B沿x轴正方向平均增大且eq\f(ΔB,Δx)＝k，一边长为a、电阻为R的单匝正方形线圈ABCD在第一象限内以速度v沿x轴正方向匀速运动，运动中AB边素来与x轴平行，则以下判断正确的选项是()图10­3­27A．线圈中的感觉电流沿逆时针方向B．线圈中感觉电流的大小为eq\f(ka2v,R)C．为保持线圈匀速运动，可对线圈施加大小为eq\f(k2a4v,R)的水平外力D．线圈不能够能有两条边所受安培力大小相等16．选)以以下图，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行圆滑且足够长的金属轨道，其电阻忽视不计．空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感觉强度大小为B.导体棒ab、cd垂直于轨道搁置，且与轨道接触优秀，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L，与轨道平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连结，细线承受的最大拉力Tm＝2mgsinθ.今将cd棒由静止开释，则细线被拉断时，cd棒的()A．速度大小是eq\f(2mgrsinθ,B2L2)B．速度大小是eq\f(mgrsinθ,B2L2)C．加快度大小是2gsinθD．加快度大小是017径为a的圆形地区内有匀强磁场，磁感觉强度为B＝0.2T，磁场方向垂直圆形地区向里；半径为b的金属圆环与磁场齐心搁置，磁场与环面垂直，a＝0.4m，b＝0.6m．金属环b上接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R＝2Ω，一金属棒与金属环b接触优秀，棒与金属环b的电阻忽视不计．(1)棒以v0＝5m/s的速度在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的刹时流过灯L1的电流；(2)撤去金属棒而将右边的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°后，磁场开始随时间平均变化，其变化率为eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(4,π)T/s，求L1的功率．【解析】解析(1)棒滑过圆环直径OO′的刹时，电动势：E1＝B·2av0＝0.2×0.8×5V＝0.8V等效电路以以下图：流过灯L1的电流：I1＝eq\f(E1,R)＝eq\f(0.8,2)A＝0.4A故流过灯L1的电流为0.4A.(2)撤去中间的金属棒，将右边的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°后，磁场开始随时间平均变化，半圆环OL1O′中产生感觉电动势，相当于电源，灯L2与L1串联为外电路，感觉电动势为：E2＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)×eq\f(πa2,2)＝eq\f(4,π)×eq\f(π×0.42,2)V＝0.32VL1的功率为：P1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E2,2R)))2×R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.32,4)))2×2W＝1.28×10－2W.【答案】(1)0.4A(2)1.28×10－2W18如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间均存在匀强磁场，磁感觉强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在的平面．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示地点由静止开释(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时辰cd边与L2重合，t2时辰ab边与L3重合，t3时辰ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面素来处于竖直方向，重力加快度g取10m/s2.求：甲乙(1)线圈的长度；(2)在0～t1时间内，经过线圈的电荷量；(3)0～t3时间内，线圈产生的热量．19如图1甲所示，圆滑导体轨道PMN和P′M′N′是两个完满同样的轨道，是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道构成，圆弧轨道与水平轨道在M和M′点相切，两轨道并列平行搁置，MN和M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离为L，PP′之间有一个阻值为R的电阻，开关K是一个感觉开关(开始时开关是断开的)，MNN′M′是一个矩形地区内有竖直向上的磁感觉强度为B的匀强磁场，水平轨道MN离水平川面的高度为h，其截面图如图乙所示．金属棒a和b质量均为m、电阻均为R.在水平轨道某地点放上金属棒b，静止不动，a棒从圆弧顶端PP′处静止开释后，沿圆弧轨道下滑，若两导体棒在运动中素来不接触，当两棒的速度稳准时，两棒距离x＝eq\f(m\r(2gr)R,2B2L2)，两棒速度坚固今后，再经过一段时间，b棒走开轨道做平抛运动，在b棒走开轨道刹时，开关K闭合．不计全部摩擦和导轨电阻，已知重力加快度为g.求：甲乙(1)两棒速度稳准时，两棒的速度是多少？(2)两棒落到地面后的距离是多少？(3)整个过程中，两棒产生的焦耳热分别是多少？(2)经过一段时间，b棒走开轨道后，a棒与电阻R构成回路，从b棒走开轨道到a棒走开轨道过程中a棒遇到安培力的冲量IA＝eq\o(I,\s\up6(－))LBt＝BLeq\f(ΔΦ,2Rt)t＝eq\f(B2L2x,2R)由动量定理：IA＝－mv2＋mv1解得v2＝eq\f(\r(2gr),4)由平抛运动规律得：两棒落到地面后的距离Δx＝(v1－v2)eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(rh),2).【答案】(1)eq\f(\r(2gr),2)(2)eq\f(\r(rh),2)(3)eq\f(11,32)mgreq\f(1,4)mgr20以以下图，电动机牵引一根本来静止的、长为1m、质量为0.1kg的导体棒MN，其电阻R为1Ω，导体棒架在处于磁感觉强度B＝1T，竖直搁置的框架上，当导体棒上涨h＝3.8m时获取坚固的速度，导体产生的热量为2J，电动机牵指引体棒时，电压表、电流表计数分别为7V、1A，电动机的内阻r＝1Ω，不计框架电阻及全部摩擦；若电动机的输出功率不变，g取10m/s2，求：(1)导体棒能达到的坚固速度为多少？(2)导体棒从静止达到坚固所需的时间为多少？【解析】(1)电动机的输出功率为P＝UAIA－Ieq\o\al(2,A)r＝6WF安＝BIL＝eq\f(B2L2v,R)当导体棒的速度稳准时，由均衡条件得，eq\f(P,v)＝mg＋eq\f(B2L2v,R)解得，v＝2m/s.(2)由能量守恒定律得，Pt－Q－mgh＝eq\f(1,2)mv2解得，t＝1s.【答案】(1)2m/s(2)1s21．以以下图，相距L＝1m、电阻不计的平行圆滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值R＝2Ω的电阻，导轨所在