2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）素养提升23　电磁感应中的动力学和能量问题

素养提升23电磁感应中的动力学和能量问题1.如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于绝缘水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框的电阻不计，开始时，给ef一个向右的初速度，则（）A.ef将减速向右运动，但不是匀减速运动 B.ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动 D.ef将往返运动2.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示。不计导轨的电阻，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→bB.金属棒刚进磁场时一定做加速运动C.金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为BD.金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为mgBL3.（多选）如图，两根足够长且光滑平行的金属导轨PP'、QQ'倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好。现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则下列说法中正确的是（）A.金属棒ab最终可能匀速下滑B.金属棒ab一直加速下滑C.金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势D.带电微粒不可能先向N板运动后向M板运动4.（2024·安徽合肥模拟）如图所示，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定的质量和电阻，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，金属杆下落的速度大小可能（）A.始终增加 B.先增加后减小C.始终不变 D.先减小后增大5.（多选）（2024·江西宜春模拟）两足够长的平行金属直导轨与水平面间的夹角为θ＝37°，间距L＝1m，导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1T，两根相同的质量均为m＝1kg的金属棒P、Q垂直地放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为0.75，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根轻质细绳跨过如图所示光滑的轻质定滑轮，一端悬吊一重物M＝2kg，另一端连接金属棒Q，定滑轮右侧的细绳和导轨平行，将两金属棒同时由静止释放，经过一段时间后，系统处于稳定的运动状态。两金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，闭合回路中除两金属棒以外电阻均不计，已知每根金属棒在两导轨间的电阻均为R＝1Ω，重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是（）A.金属棒Q的最大速度为16m/s B.金属棒Q的最大加速度为8m/s2C.最终金属棒P、Q的加速度都是0 D.金属棒P先加速后匀速6.如图所示，粗细均匀的正方形导线框abcd放在倾角为θ＝30°的绝缘光滑斜面上，通过轻质细线绕过光滑的定滑轮与木块相连，细线和线框共面、与斜面平行。距线框cd边为L0的MNQP区域存在着垂直于斜面、大小相等、方向相反的两个匀强磁场，EF为两个磁场的分界线，ME＝EP＝L2。现将木块由静止释放后，木块下降，线框沿斜面上滑，恰好匀速进入和离开匀强磁场。已知线框边长为L1（L1＜L2）、质量为m、电阻大小为R，木块质量也为m，重力加速度为g，试求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）导线框通过匀强磁场过程中线框中产生的焦耳热Q。7.（2024·山东济宁期末）如图所示，快递公司用水平传送带传送快递，传送带顺时针转动，速度大小恒为v0＝3m/s。质量为m＝1kg的快递，上表面固定一“日”字形线框，ab边长L＝0.1m，ae边长为2L，c、d为两长边的中点，ab、cd、ef的电阻均为r＝0.04Ω，其余部分电阻不计。传送带右侧存在磁感应强度为B＝3T、方向竖直向下、宽度为L的匀强磁场，其边界与ab平行。已知线框的ab边进入磁场区域前快递已与传送带保持相对静止，线框的质量忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2。