电磁感应中的三大力学观点的综合性应用（原卷版）-2025年高考物理一轮复习

电磁感应中的三大力学观点的综合性应用

考情探究,

i.高考真题考点分布

题型考点考查考题统计

选择题单棒问题2024年贵州卷

计算题含容单棒问题2024年北京卷

计算题双棒问题2024年江西卷

2.命题规律及备考策略

【命题规律】高考对利用三大力学观点处理电磁感应问题的考查较为频繁，题目的形式有选择题也有计算

题，不管那种题型，题目的难度都较大，多以压轴题的难度出现。

【备考策略】

1.利用动力学的观点处理电磁感应问题。

2.利用能量的观点处理电磁感应问题。

3.利用动量的观点处理电磁感应问题。

【命题预测】重点关注电磁感应中利用三大力学观点处理框类问题、单棒问题和双棒问题。

m.考点梳理1•

一、两种状态及处理方法

状态特征处理方法

平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析

非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析

二、力学对象和电学对象的相互关系

三、电磁感应现象中的能量转化

安转化

培「做正功：电能=>机械能，如电动机

力

做

功I做负功:机械能整电能翳器餐覆器

四、求解焦耳热Q的三种方法

焦耳定律：Q=『Rt）

功能关系：Q=卯克服安培.

淤、^4能量转化：Q=&E其他能的减少量）

五、电磁感应中的能量与动量问题

1.导体棒在磁场中做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。

2.在相互平行的光滑水平轨道间的双导体棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反

向，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒，解决此类问题应用动量守恒定律解答往往比较便捷。

!考点精讲I

考点一电磁感应中的动力学问题

分析电磁感应现象中动力学问题的基本步骤

勰之雕［由电磁感应t确一和“

弄清串、并凝素H求电流H确定及I

确定杆或线圈受力H求合外力j„

至嬴焉殛1由力和运动的关系H确定运动模型I

典例引领

1.两根相距为工的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平

面。质量均为机的金属细杆。6、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为〃，导

轨电阻不计，每根杆的电阻均为R。整个装置处于磁感应强度大小为8,方向竖直向上的匀强磁场中。当

防杆在平行于水平导轨的拉力尸作用下以速度外沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度右向下匀速运动

（重力加速度为g）。以下说法正确的是（）

R2T2-rr

A.ab杆所受拉力F的大小为］nmg+—---

B.cd杆所受摩擦力为零

c.回路中的电流大小为蚂『包

R

,,一，一।2Rmg

D.〃与匕大小的关系为〃=B2dp

2.如图所示，质量为3〃?的重物与一质量为〃?的导线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定

滑轮上，已知导线框电阻为R,横边边长为"有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为8,磁场上下

边界的距离、导线框竖直边长均为鼠初始时刻，磁场的下边缘和导线框上边缘的高度差为2〃，将重物从

静止开始释放，导线框加速进入磁场，穿出磁场前已经做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重

力加速度为g。则下列说法中正确的是（）

A.导线框进入磁场时的速度为向

B.导线框进入磁场后，若某一时刻的速度为V,则加速度为q=_Lg一竺全

24mR

C.导线框穿出磁场时的速度为臀

BL

2

D.导线框通过磁场的过程中产生的热量。=6mgh-8mB群

典例引领

3.如图所示，间距为/的两倾斜且平行的金属导轨固定在绝缘的水平面上，金属导轨与水平面之间的夹角

为0,电阻不计，空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦导轨上端接有阻值

为R的定值电阻。质量为加的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放，开始运动加时间后做匀速运动，

速度大小为v,且此阶段通过定值电阻R的电量为次已知导轨平面光滑，导体棒的电阻为「，重力加速度

为g,下列说法正确的是（）

A.导体棒ab先做匀加速运动，后做匀速运动

B.导体棒稳定的速度大小丫=胆?»

C.导体棒从释放到其速度稳定的过程中，其机械能的减少量等于电阻R产生的焦耳热

D.导体棒从释放到其速度稳定的过程中，位移大小为“（R+”

BL

即畔测

4.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、尸0固定在同一水平面上，两导轨间距£=0.30m,导轨

电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Q,导轨上停放一质量w=0.10kg,电阻r=0.20Q长度也为Z=0.30m

的金属杆仍，整个装置处于磁感应强度3=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，用一外力厂沿水平方

向拉金属杆仍，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压。即时采集并输入电脑，获得电压U

随时间/变化的关系如图乙所示，下列说法不正确的是（）

XXXXX

电

压

接XXXXX

传

电RAF

X

感XXXX

脑

器XXXXX

,

MA

甲

A.金属杆做匀加速直线运动

B.第2s末外力的瞬时功率为0.35W

C.如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.35J,则金属杆上产生的焦耳热为0.15J

D.如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.35J,则金属杆上产生的焦耳热为0.05J

考点精讲|

考点二电磁感应现象中的能量问题

能量转化问题的分析步骤

分离出电路中由于电磁感

先对“源”

应产生电动势的等效电源,

进行分析

求出电源参数E和r

/再进、分析电路结构，弄清串、

并联关系，求出相关部分

行“路”的

的电流大小，以便求解安

、分析

J培力

L然后、分析研究对象（常是金

属杆、导体、线圈等）

是“力”的

的受力情况，尤其注

、分析J意其所受的安培力

根据力和运动的关

最后进行“运

系，判断出正确的

动状态的分析

运动模型及能量转

及能量分析”,

化关系

典例同领

5.电磁阻尼是一种常见的物理现象，广泛应用于各个领域中。如图所示为列车进站时利用电磁阻尼辅助刹

车的示意图。在光滑的水平面上，有一个边长为乙的正方形金属框，电阻为R,质量为金属框以速度

V。向右匀速运动，进入右侧磁感应强度为8的匀强磁场区域，磁场方向垂直于金属框平面。在金属框

的一半进入磁场的过程中（还未停止），下列说法正确的是（）

A.金属框仍做匀速直线运动

p2r3

B.最小速度为。。-先

2mR

C.金属框中产生的焦耳热为:机片

Dr2

D.通过金属框的电荷量为丝

R

即时检测

6.如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平且方向垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度

5=2.5To正方形单匝金属线框在磁场上方〃=0.8m处，质量为〃?=O.lkg,边长为£=0.4m,总阻值为7?=2Q。

现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的

速度均为v=3m/s,不计空气阻力，重力加速度取10m/s2,则（）

a.----.b

一一一A___

XXXXXXXXX

XXXXXXXXX

x^xxxxxxxx

XXXXXXXXX

A.cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9W

B.匀强磁场区域的高度为0.60m

C.穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为1.50J

D.线框通过磁场上边界所用时间为0.2s

故选C。

典例引领

7.竖直平行导轨上端接有电阻R,金属杆仍质量为加，跨在平行导轨间的长度为L垂直导轨平面的

水平匀强磁场方向向里，不计漏杆及导轨电阻，不计摩擦，且仍与导轨接触良好，如图所示。若。6杆在

竖直方向上的外力/作用下匀速上升〃，则下列说法错误的是（）

A.金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

B.金属杆ab克服安培力所做的功与克服重力做功之和等于金属杆机械能的增加量

C.拉力厂与重力做功的代数和等于金属杆克服安培力做的功

D.拉力尸与安培力的合力所做的功等于加g〃

8.如图，阻值不计的平行光滑金属导轨与水平面夹角为夕，导轨间距为力下端接一阻值为R的定值电阻,

磁感应强度大小为3的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为加的金属杆由静止开始沿导轨运动距离/

时，速度恰好达到最大。已知儿W接入电路的电阻为r,始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g,

则在此过程中（）

A.金属杆中的电流由M流向NB.通过定值电阻的电荷量为"

C.金属杆运动的最大速度为吗然eD.金属杆与定值电阻产生的热量之比为尺7

Bd

.考点精讲I

考点三动量观点在电磁感应中的应用

模型规律

xx|Tjo1、力学关系：F.=BIl=小;a=^=-^-

1R+rmm(R+r)

xx_X2、能量关系：~mvQ~^-Q

阻尼式（导轨光滑）3、动重电重关系：BllAt=0mvQ；q=R'=

°R+rR+r

1、力学关系：巳=5等力=8噌丝/；”二名学异券/ig

R+rR+r冽m（R+r）

—11—

2、动量关系：BLq-/jmgt=mv-0

XXXm

12

"xXX

3、能量关系：^=Q+^mgS+-mvm

4、稳定后的能量转化规律：//=*』反+/；“（R+r）+〃Mg。

电动式(导轨1殂糙）1m

5、两个极值：（1）最大加速度：v=0时,E反=0,电流、加速度最大。

;-，加

[r—...E.....1Fm=BI1，-a=—%....-_—g

mR+rmm

(2)最大速度：稳定时，速度最大，电流最小。

_E-Blv_nE-Blvm1

，min-p।m，〃mg-4iin-7~„/

R+rR+r

1上迎“NF-F-umgFB212V

1、力子关系：a-B-tn\隰

mmm(R+r)

2、动量关系：Ft-BLq-/jmgt=mvm-0

一17

3、能量关系：Fs=。十/imgS+—

1XXX

4、稳定后的能量转化规律：Fvm=+pmgVn

R+r

5、两个极值：

文电式(导轨粗糙)

%(1)最大加速度：当v=0时，占续。

m

(2)最大速度：当a=0时，a=F-FB-pmg上一_B1g=Q

mmm(R+r)

典例引领

9.如图所示，一光滑轨道固定在架台上，轨道由倾斜和水平两段组成，倾斜段的上端连接一电阻R=0.5

Q,两轨道间距d=1m,水平部分两轨道间有一竖直向下、磁感应强度大小8=0.5T的匀强磁场。一质量为

机=0.5kg、长为/=1.1m、电阻忽略不计的导体棒，从轨道上距水平面比=0.8m高处由静止释放，通过磁

场区域后从水平轨道末端水平飞出，落地点与水平轨道末端的水平距离必=0.8m,水平轨道距水平地面的

高度〃2=0.8m。通过计算可知(g取10m/s2,不计空气阻力)()

A.导体棒进入磁场时的速度为3m/s

B.导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的热量为2J

C.磁场的长度看为2m

D.整个过程通过电阻R的电荷量为3c

即打性测

10.如图甲所示，间距』=0.5m的两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，右端连接R=10。的定

值电阻，导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度8=2T。一质量m=1kg的金属棒垂直导轨放置，在水

平拉力厂的作用下由静止开始沿导轨向左加速运动，当金属棒的速度v=2m/s时撤去拉力尸，撤去拉力尸之

前金属棒的v-x图像如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨的电阻不

A.撤去拉力厂前金属棒的加速度逐渐减小

B.撤去尸后，通过金属棒的电荷量为1.8C

C.撤去厂之前，金属棒克服安培力做的功为02

D.整个运动过程中，电阻R产生的热量为2J

考向2含容单棒类问题

模型规律

1、电容器充电量：Q0=CE

12-

2、放电结束时电量：Q=CU=CBlvm

L

3、电容器放电电量：^Q=Q0-Q=CE-CBlvm

_BICE

4、动量关系：BII-At=BlAQ-mvm；vm=

放电式（先接1,后接2。m+BIC

导轨光滑）x.〃口.e12m（BlCE）2

5、功能关系：卬安=2叫=2（m+B用C¥

达到最终速度时：

XX1、电容器两端电压：U=Blv（v为最终速度）

"xXX2、电容器电量：q=CU

无外力充电式（,早轨光滑）3、动量关系：Bll-AZ=Blq=mvmv0；v=}

m+BIC

典例引领

11.如图为某种"电磁枪"的原理图。在竖直向下磁感应强度为8的匀强磁场中，两根相距Z的平行长直金

属导轨水平放置，左端接电容为C的电容器。一质量为加、电阻为R的导体棒放置在导轨上，与导轨垂直

且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦。开关闭合前电容器的电荷量为Q,则闭合开关后，

导体棒的速度V、加速度。随时间f变化的关系图像可能正确的是（）

XXXX

xx8x£x

即时检测

12.间距为工的水平放置的平行金属光滑轨道（电阻不计），处于竖直向下的匀强磁场中，一端与电动势为

£的电源相连，轨道间串联接入电容器C和定值电阻R；质量为〃八电阻不计的金属棒放置于轨上。开始时

单刀双掷开关S和接线柱1接通，电容器充电完毕后，将S从1拨到2,同时让金属棒以初速度％向右运动,

最终金属棒达到稳定状态。已知轨道足够长，以下金属棒运动的速度随时间变化的图像，不可能的是（）

模型规律

,Blv-BlvBl(v-v)

1＞电流大小：/―n9,n}—n?,n}

十AKJ十A

--n---------fr一22

2、稳定条件：两棒达到共同速度

』I/—

3、动量关系：机2V0=（机1+机2）丫

12

1,1,Q,R,

无外力等距式（导轨光滑）4、能量关系：行机2%=7/奶+刃2加共+0；7T=T

22丫2人2

1、动量关系：—BL]/AZ=加1匕-叫V。；BL2/A/=m2y2一0

2、稳定条件:BLJVJ=BL2V2

目.、士心机miL2Ll

、最终速度：匕=-；

322v0v2=-v0

n1VL2+m2L1m'L?+mJ]

无外力不等距式4、能量关系：。=2加F；-2加F；-2加2”；

（导轨光滑）

5、电量关系：BL2q=m2v2-0

典例引领

13.如图所示，水平面上固定的两光滑平行长直导轨，间距为2,处于磁感应强度为3的匀强磁场中，磁场

方向与导轨平面垂直，两质量都为机、电阻都为尺的导体棒4、右垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，A

静止，区以初速度％向右运动，运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，

则（）

L?L\_________

XXXXXX

%

xXCxXXX

XxXXXX

A.导体棒4最终停止运动，右以某一速度匀速运动

B.导体棒乙的最大加速度为星父

2mR

C.两导体棒的初始距离最小为2m考v竽R

BL

D.回路中产生的总焦耳热为g加说

即时检测

14.如图所示，两水平平行金属导轨由宽轨加;乂、M2N2,窄轨。£、两部分组成，宽轨部分间距为

2L,窄轨部分间距为工。现将两根材料相同、横截面积相同的金属棒成、M分别静置在宽轨和窄轨上。金

属棒仍的质量为加，电阻为R,长度为23金属棒cd的长度为L两金属棒在运动过程中始终与导轨垂直

且接触良好。除金属棒的电阻之外其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长。金属导轨处在方向竖直向上、磁

感应强度大小为8的匀强磁场中。现给金属棒用水平向右的初速度v。，此后金属棒仍始终在宽轨磁场中

运动，金属棒cd始终在窄轨磁场中运动，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）

B.当两金属棒匀速运动时，棒的速度为/

C.金属棒仍从开始运动到匀速的过程中，通过成棒的电荷量为喏

JBL

1

D.金属棒成从开始运动到匀速的过程中，油棒中产生的热量为§加说0

IN.好地冲关，

基础过关

6.如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平且方向垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度

2=2.5To正方形单匝金属线框在磁场上方〃=0.8m处，质量为根=O.lkg,边长为2=0.4m,总阻值为R=2Q。

现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的

速度均为v=3m/s,不计空气阻力，重力加速度取10m/s2,则（）

a.------.b

―一』______________

XXXXXXXXX

XXXXXXXXX

x^xxxxxxxx

XXXXXXXXX

A.cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9W

B.匀强磁场区域的高度为0.60m

C.穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为1.50J

D.线框通过磁场上边界所用时间为0.2s

15.定义“另类加速度”/=丁，/不变的运动称为另类匀变速运动。若物体运动的/不变，则称物体做另

Ax

类匀变速运动。如图所示，光滑水平面上一个正方形导线框以垂直于一边的速度穿过一个匀强磁场区域（磁

场宽度大于线框边长）。导线框电阻不可忽略，但自感可以忽略不计。已知导线框进入磁场前速度为V/,穿

出磁场后速度为V2。下列说法中正确的是（）

A.线框在进入磁场的过程中，速度随时间均匀增加

B.线框在进入磁场的过程中，其另类加速度/是变化的

C.线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为匕产

D.线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为,忙±其

16.图甲是某小车利用电磁感应实现制动缓冲的示意图：水平地面固定有闭合矩形线圈。灰力，线圈总电阻

为上湖边长为八小车底部安装有电磁铁，其磁场可视为磁感应强度大小为2、方向竖直向下的匀强磁场,

磁场边界"N与湖边平行。当小车沿水平方向通过线圈abed上方时，线圈与磁场的作用使小车做减速运

动，从而实现缓冲。以。点为坐标原点、水平向右为正方向建立x轴，小车速度v随x的变化图像如图乙所

示，不计一切摩擦阻力，则缓冲过程（

M

1XXXXXXXdx

；XXXXXXX

;XXXXXXX线圈

：XXXXXXX

b

小车N

甲

A.小车向右做匀减速直线运动

B.磁场边界刚抵达成边时,线圈成两端电势差为一威％

C.前、后半程线圈中产生的热量之比为4:1

D.若摩擦阻力不能忽略且恒定，小车在位移中点的速度将大于上

17.如图所示，粗细均匀的足够长平行光滑金属导轨固定在倾角6=37。的绝缘斜面上，导轨间距为导

轨区域存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为8,导轨底端连接一个阻值为R的定值电阻，在靠近

导轨顶端处垂直导轨放置一根质量为加的金属棒，金属棒接入电路的阻值为改，金属棒由静止开始释放，

经过时间t速度达到匕，之后继续加速直至匀速运动。金属棒运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好,

导轨电阻不计，重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是（）

A.撤去外力瞬间，金属棒的加速度为事

B.金属棒匀速运动时的速度为粤整

5BL

C.经过时间。通过金属棒的电荷量为匕

4BL

D.经过时间/金属棒运动的位移为”吗奈竺史

18.如图所示，足够长的光滑平行导轨尸。、固定在绝缘水平桌面上，间距为乙导轨左端接有阻值R

的定值电阻，质量为加，电阻为r的导体棒仍垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距,

导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为8的匀强磁场中，现给导体棒施加

一个水平向右的恒力R使导体棒从静止开始运动，已知导体棒最大速度为％，导体棒从开始运动到刚好

达到最大速度过程的位移为X,则下列说法正确的是（）

A.导体棒运动过程中产生电流由P经电阻R再到"

B.力尸的大小等于妇诵

R

C.导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程中，电阻R的产生的热量为尸

D.导体棒开始运动到刚好达到最大速度所用时间为等+胃*

FF（R+r）

19.在甲、乙两图中，足够长的光滑平行金属导轨水平固定放置在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端

分别接有电荷量为零且电容足够大的电容器和阻值为R的定值电阻，金属杆成、cd垂直导轨静止放置，除

了电阻R以外不计其它电阻。若给棒成施加水平向右恒力尸，棒源瞬间获得水平向右的初速度%,则下

列关于两棒在运动过程中所受安培力性和棒两端电压。随棒的位移x变化的图像中正确的是（）

20.如图所示，间距为上的水平光滑长导轨，左端接有一个电容器，电容为C（不会被击穿），在尸0虚线

的左侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦质量为加的金属杆仍静置在导轨上，距离虚线P0

的距离是d,金属杆在水平向右恒力尸的作用下，开始向右运动，不计导轨与金属杆的电阻，下列说法正确

A.金属杆仍先做加速度不断减小的加速运动，最终匀速运动

B.金属杆湖的运动可能是先从加速到匀速再到加速

C.金属杆ab运动到达虚线PQ的时间1

D.电容器能带的最多电量是直4〃“，2

\m+CB21}

21.如图所示，AB.CD为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为2的匀强磁

场中，AB、CD的间距为左、右两端均接有阻值为7?的电阻。质量为加、长为%且不计电阻的导体棒

"N放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与棒中点连接，另一端均被固定。导体棒

与导轨接触良好。开始时，弹簧处于自然长度，导体棒具有水平向左的初速度%,经过一段时间，导

体棒第一次运动到最右端，这一过程中，整个回路产生的焦耳热为。，则（）

AMB

XXXXbX1

RWVWWWW^R

及甲乙号

XxxT

CND

A.初始时刻导体棒所受的安培力大小为好殳

R

D2r22

B.当导体棒第一次回到初始位置时，/、C间电阻R的热功率为

R

c.当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为:加说-g

D.从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于当

22.如图，在间距为d的水平固定平行金属导轨上，放置质量分别为2加0、加。的金属杆M、NoN的中点系

着一条跨过定滑轮的细绳，细绳下端悬挂重物，滑轮左侧细绳与导轨平行。两导轨间存在磁感应强度大小

为夙方向竖直向上的匀强磁场。当重物质量机取不同值时，系统最终稳定的状态不同。设稳定时M杆的

加速度大小为。，回路中电动势为£、电流为/、热功率为尸。已知重力加速度大小为g,两杆接入回路的总

电阻为R,导轨足够长且电阻不计，忽略一切摩擦，两杆始终与导轨垂直且接触良好。则下列关系图像合理

能力提升

23.如图所示，匀强磁场I、II的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为

L,磁场I下边界到磁场口上边界的距离为2.5L,磁场I的磁感应强度大小为8。边长为小电阻为K的单匝

正方形金属线框仍必位于垂直于磁场的竖直平面内，开始时而边到磁场/上边界距离为;由静止释放

金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且而边始终水平，线框分别匀速穿过磁场I、兀。重

力加速度大小为g,忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）

n•・・•.•.•

A.线框经过磁场।产生的焦耳热等于经过磁场n产生的焦耳热

B.磁场n的磁感应强度大小为33

c.金属线框的质量为巴幺匣

gR

D.线框经过磁场I、n产生的总焦耳热为竺4叵

R

24.如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为3上端接有阻值为火的电阻，处在方向水平且垂

直于导轨平面、磁感应强度为3的匀强磁场中，质量为加、电阻为厂的导体棒与劲度系数为人的固定轻弹簧

相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为国=等，此时导体棒

具有竖直向上的初速度W，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列

说法正确的是（）

A.初始时刻导体棒受到的安培力大小尸=”殳

R

B.初始时刻导体棒加速度的大小。=2g+—T--'

m(R+r)

C.导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态

D.导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热。=!加宕+2注

25.随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，飞机

着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型、在磁感应强

度为夙方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、P0固定在水平面内，相距为人电阻不计。

轨道端点”尸间接有阻值为五的电阻。一个长为2、质量为a、阻值为r的金属导体棒成垂直于MMPQ

放在轨道上，与轨道接触良好。质量为〃的飞机以水平速度%迅速钩住导体棒成，钩住之后关闭动力系统

并立即获得共同的速度。若忽略摩擦，且不考虑绝缘阻拦索质量，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很

快停下来。下列说法正确的是()

A.飞机钩住金属棒过程中，系统损失的机械能为竺亡

M+m

B.飞机钩住金属棒后，将做加速度减小的减速运动直到最后停止

c.从飞机钩住金属棒到它们停下来整个过程中运动的距离为慢少”

B21}

R(M+m]v„

D.从飞机钩住金属棒到它们停下来整个过程中电阻R上产生的焦耳热。R=。

2A+r

26.如图甲所示，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为瓦两根足够长的平行光滑金属导轨水平固定

放置，间距为乙左端用导线连接阻值为R的定值电阻。一金属杆质量为加，垂直放置于导轨上，与导轨接

触良好，导轨和金属杆电阻不计。金属杆与质量同为小的重物用绝缘细线绕过定滑轮连接，左边细线与导

轨平行。金属杆和重物正在匀速运动，从/=0时刻起，金属杆的v"图像如图乙所示，仁7时剪断细线，t=2T

时金属杆速度减半。重力加速度为g。从"。到过程及从至卜=27过程，通过电阻R的电荷量分别为

qi、q2,电阻R上产生的焦耳热分别为。/、02,金属杆前进的距离分别为打、如下列说法正确的是（）

%mR。23mR

C.土=竺誓D."27以后金属杆又前进的距离可能为‘誓

27.如图所示，光滑平行金属导轨45、CD固定在倾角为8=30。的绝缘斜面上，BP、。。为水平放置的平

行且足够长的光滑金属导轨，导轨在8、。两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为3=1T、方向竖

直向下的匀强磁场中，导轨间距均为Z=lm,右侧连接一阻值为1Q的电阻。两金属棒成、cd的质量分别

为lkg、2kg,长度均为1m,电阻均为1O。初始时，金属棒cd垂直静置在水平导轨上，金属棒垂直倾

斜导轨从距底端2.5m处由静止释放，不计导轨电阻。金属棒〃达到最大速度后闭合开关，g取lOm/sz,两

金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（）

C.闭合开关前流过金属棒ab的电荷量为与C

D.闭合开关前后流过〃棒的电流方向不变

28.如图，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，电阻不计。在虚线的左侧存在着竖直

向上的匀强磁场，在虚线4的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度均为瓦ab,cd两根

电阻均为尺的金属棒与导轨垂直，分别静置在两侧磁场中，现突然给金属棒/一个水平向左的初速度%,

从此时到两棒匀速运动的过程中下列说法正确的是（）

bd

MN

_।

■।XXxxx

।D

B।D

।XXXXX

।

_।

••不•・।XXXXX

।

।

।XXXXX

P।Q

/i

A.金属棒中的电流方向由。玲6

B.金属棒cd中的电流方向由cfd

C.安培力对金属棒ab的功率大小等于金属棒ab的发热功率

D.两金属棒最终速度大小相等

29.如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨平面虚线左侧存在竖直向下的匀

强磁场，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场，虚线左右两侧磁场的磁感应强度大小均为3