（全國版）2019版高考物理一輪復習 第11章 電磁感應 43 電磁感應現(xiàn)象中的動力學問題能力訓練_1

1、（全國版）2019版高考物理一輪復習 第11章 電磁感應 43 電磁感應現(xiàn)象中的動力學問題能力訓練43電磁感應現(xiàn)象中的動力學問題1.如圖所示，MN、PQ是間距為L的平行金屬導軌，置于磁感應強度為B，方向垂直導線所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻。一根與導軌接觸良好，有效阻值為r的金屬導線ab垂直導軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，則(不計導軌電阻)()A通過電阻R的電流方向為PRMBab兩點間的電壓為BLvCa端電勢比b端高D外力F做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱答案C解析根據(jù)右手定則可知：ab中產(chǎn)生的感應電流方向為ba，則通過電阻R的電流方向為MPR，故A

2、錯誤；金屬導線ab相當于電源，ab兩點間的電壓是路端電壓，即是R兩端的電壓。根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，ab兩點間的電壓為UIRR，故B錯誤。金屬導線ab相當于電源，a端相當于電源的正極，電勢較高，故C正確。ab棒向右做勻速直線運動，根據(jù)能量守恒得知：外力F做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱，大于電阻R上發(fā)出的焦耳熱，故D錯誤。2.邊長為a的閉合金屬正三角形框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中?，F(xiàn)把框架勻速拉出磁場，如圖所示，則選項中圖象規(guī)律與這一過程相符合的是()答案B解析感應電動勢EBLvBv2xtan30Bvx，則E與x成正比，故A錯誤、B正確。線框勻速運動F外

3、F安BIL，由I，EBLv得到F外，代入Lx，可得F外x2，B、R、v一定，則F外x2，故C錯誤。外力的功率P外F外vx2，P外x2，故D錯誤。3如圖所示，勻強磁場存在于虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落，如果線圈受到的磁場力總小于其重力，則它在1、2、3、4位置時的加速度關(guān)系為()Aa1>a2>a3>a4Ba1a3>a2>a4Ca1a3>a4>a2Da4a2>a3>a1答案B解析未進磁場前和全部進入磁場后，都僅受重力，所以加速度a1a3g。線框在圖2位置時，受到重力和向上的安培力，且已知F安<mg，所以a2<g。而由于線框在磁場中做加

4、速度為g的加速運動，故4位置時的速度大于2位置時的速度，根據(jù)F安及a可得a4<a2；故關(guān)系為：a1a3>a2>a4，B正確。4(多選)如圖所示，兩光滑平行傾斜導軌PQ、EF所在平面與水平面的夾角為，勻強磁場垂直于導軌所在平面斜向下，導軌下端接一電阻R，質(zhì)量為m的導體棒用平行于導軌的細線拴住置于導軌上，線的另一端跨過光滑定滑輪掛著一個質(zhì)量為M的砝碼，按住導體棒，整個裝置處于靜止狀態(tài)，放手后，導體棒被細線拉著沿導軌向上運動一段位移s后，速度恰好達到最大值v(導體棒及導軌電阻忽略不計)，在此過程中()A細線的拉力始終等于MgB導體棒做加速度逐漸越小的加速運動C細線的拉力與安培力的合

5、力對導體棒做的功等于導體棒增加的機械能D電阻R產(chǎn)生的熱量QMgsmgssinmv2答案BC解析對于導體棒，從靜止釋放后先做加速運動，隨著速度增大，由公式F安知，導體棒所受的安培力增大，對M、m整體分析可得a，當F安增大時加速度減小，則導體棒和M都做加速度逐漸越小的加速運動，B正確。對于M，根據(jù)牛頓第二定律得MgF拉Ma，則細線的拉力小于重力，A錯誤。對于導體棒，根據(jù)功能關(guān)系可知除重力之外，細線的拉力與安培力的合力對導體棒做的功等于導體棒增加的機械能，C正確。對于系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒得：電阻R產(chǎn)生的熱量QMgsmgssin(mM)v2，D錯誤。5(多選)如圖所示，勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導軌

6、平面向里，極板間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動變阻器通過平行導軌連接，電阻為R0的導體棒MN可在外力的作用下沿導軌從左向右做勻速直線運動。當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置且導體棒MN的速度為v0時，位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若不計摩擦和平行導軌及導線的電阻，各接觸處接觸良好，重力加速度為g。則下列判斷正確的是()A油滴帶負電荷B若將上極板豎直向上移動距離d，油滴將向上加速運動，加速度aC若將導體棒的速度變?yōu)?v0，油滴將向上加速運動，加速度aD若保持導體棒的速度為v0不變，而將滑動觸頭置于a端，同時將電容器上極板向上移動距離，油滴仍將靜止答案AD解析根據(jù)

7、右手定則可知，M端為正極，則電容器上極板帶正電、下極板帶負電。當油滴靜止，即重力與豎直向上的電場力平衡，因此油滴帶負電，故A正確；設(shè)導體棒長度為L，導體棒切割磁感線形成的感應電動勢為：EBLv0；電容器兩端電壓為：U1開始油滴靜止有：qmg若將上極板豎直向上移動距離d時，有：mgqma1聯(lián)立得：a1g，方向豎直向下，油滴將向下加速運動，故B錯誤；當若將導體棒的速度變?yōu)?v0時，分析可得電場力大于重力，有：qmgma2將中v0換為2v0，聯(lián)立解得：a2g，方向豎直向上，油滴向上加速運動，故C錯誤；若保持導體棒的速度為v0不變，而將滑動觸頭置于a位置時，電容器兩端之間的電壓為：U2BLv0，此時油

8、滴所受電場力為：Fqmg，因此油滴仍然靜止，故D正確。6(2018浙江余姚中學期末)(多選)如圖甲所示，電阻不計且間距L1m的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端接一阻值R2的電阻，虛線OO下方有垂直于導軌平面向里的勻強磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m0.1kg、電阻不計的金屬桿ab從OO上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過程中與導軌保持良好接觸且始終水平。已知桿ab進入磁場時的速度v01m/s，下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則()A勻強磁場的磁感應強度為2TB桿ab下落0.3m時金屬桿的速度為1m/sC桿ab下落0.3m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2JD桿ab下落

9、0.3m的過程中通過R的電荷量為0.25C答案AD解析當金屬桿進入磁場后，根據(jù)右手定則判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b。由乙圖知，剛進入磁場時，金屬桿的加速度大小a110m/s2，方向豎直向上。由牛頓第二定律得：BI1Lmgma1，又I1，代入數(shù)據(jù)解得：B2.0T，故A正確；由ah圖象知當a0，表明金屬桿受到的重力與安培力平衡有mgBIL0，其中I，聯(lián)立得：v0.5m/s，故B錯誤；桿ab下落0.3m的過程中，由能量守恒有mghQmv2，代入數(shù)據(jù)得：Q0.2875J，故C錯誤；金屬桿自由下落的高度h00.05m，金屬桿下落0.3m的過程中通過R的電荷量為：qItt，代入數(shù)據(jù)得：q0.25

10、C，故D正確。7.(2018盤錦高級中學月考)(多選)如圖所示，傾角為的光滑導軌上端接入一定值電阻，和是邊長都為L的兩正方形磁場區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于導軌平面向上，區(qū)域中磁場的磁感應強度為B1，恒定不變，區(qū)域中磁場隨時間按B2kt(k>0)變化，一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿穿過區(qū)域垂直地跨放在兩導軌上，并恰能保持靜止，則下列說法正確的是()A通過金屬桿的電流大小為B通過金屬桿的電流方向是從a到bC定值電阻的阻值為rD定值電阻的阻值為答案AC解析對金屬桿，根據(jù)平衡條件，結(jié)合安培力公式，則有：mgsinB1IL，解得：I，A正確；由楞次定律可知，通過金屬桿的電流方向是從b到a，B錯

11、誤；由法拉第電磁感應定律，則有：EkL2；且閉合電路歐姆定律，I，故Rrr，故C正確，D錯誤。8(重慶高考)(多選)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面，質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直，接觸良好，形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為，導軌電阻不計，回路總電阻為2R，整個裝置處于磁感應強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v1沿導軌勻速運動時，cd桿也正好以速率v2向下勻速運動，重力加速度為g，則下列說法正確的是()Acd桿所受摩擦力為零Bab桿所受拉力F的大小為mgC回路中的

12、電流為D與v1大小的關(guān)系為答案BD解析導體桿ab切割磁感線時產(chǎn)生沿abdc方向的感應電流，大小為：I，導體ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：BILmgF，導體棒cd運動時，受到摩擦力和重力平衡，有：BILmg，聯(lián)立以上各式解得：Fmg，故A、C錯誤，B、D正確。9(2017河南商丘聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，兩根相距L0.4m的光滑金屬導軌平行水平放置，導軌左端與阻值R0.3的電阻相連，導軌電阻不計。導軌x>0一側(cè)存在沿x軸正方向均勻增大的恒定磁場，其方向垂直于導軌平面向下，磁感應強度B隨位置x變化的圖象如圖乙所示。一根質(zhì)量m0.2kg、電阻r0.1的金屬棒置于導軌上，并與導軌垂直，

13、棒在外力F作用下從x0處以初速度v02m/s沿導軌向右做變速運動，且金屬棒在運動過程中受到的安培力大小不變。下列說法中正確的是()A金屬棒向右做勻減速直線運動B金屬棒在x1m處的速度大小為0.5m/sC金屬棒從x0運動到x1m的過程中，外力F所做的功為0.175JD金屬棒從x0運動到x2m的過程中，通過金屬棒某一橫截面的電荷量為2C答案BCD解析根據(jù)題圖乙可得Bx的函數(shù)關(guān)系式為B0.50.5x(T)，金屬棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢EBLv，感應電流I，安培力F安BILBL，解得v，根據(jù)公式v2v2ax可知，如果是勻變速直線運動，v2與x呈線性關(guān)系，而由上式知，金屬棒不可能做勻減速直線

14、運動，故A錯誤；根據(jù)題意，金屬棒在運動過程中受到的安培力大小不變，在x0處與在x1m處安培力大小相等，有，即v1m/s0.5m/s，故B正確；金屬棒在x0處的安培力大小為F安N0.2N，金屬棒從x0運動到x1m的過程中，根據(jù)動能定理有WFF安xmvmv，代入數(shù)據(jù)解得WF0.175J，故C正確；流過金屬棒某一橫截面的電荷量的公式為q，金屬棒從x0運動到x2m的過程中，有BSBLx，可得q2C，故D正確。10.(2018湖北黃岡質(zhì)檢)(多選)如圖所示，邊長為L的正方形閉合導體線框abcd質(zhì)量為m，在方向水平的勻強磁場上方某高度處自由落下并穿過磁場區(qū)域。線框在下落過程中形狀不變，ab邊始終保持與磁場

15、邊界線平行，線框平面與磁場方向垂直。已知磁場區(qū)域高度h>L，重力加速度為g，下列判斷正確的是()A若ab邊進入磁場時線框做勻速運動，則ab邊離開磁場時線框也一定做勻速運動B若ab邊進入磁場時線框做減速運動，則ab邊離開磁場時線框也一定做減速運動C若進入磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量為mgL，則離開磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量也一定等于mgLD若進入磁場過程線框截面中通過的電量為q，則離開磁場過程線框截面中通過的電量也一定等于q答案BD解析若ab邊進入磁場時線框做勻速運動，則F安mg，則當ab邊下落L后全部進入磁場，在磁場中下落hL的過程中只受重力作用，將做ag的勻加速運動，故當ab邊到達磁場下邊緣

16、時>mg，則ab邊離開磁場時線框做減速運動，A錯誤；若ab邊進入磁場時線框做減速運動，則>mg，則當ab邊下落L后全部進入磁場時，一定有mg，此后線圈在磁場中下落hL的過程中將做勻加速運動，故當ab邊到達磁場下邊緣時>mg，則ab邊離開磁場時線框也一定做減速運動，B正確；若進入磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量為QmgL，則F安mg，ab邊進入磁場時做勻速運動，在磁場中下落hL的過程中做勻加速運動，則F安>mg，Q>mgL，故離開磁場過程中線框產(chǎn)生的熱量一定大于mgL，C錯誤；線圈進入磁場流過線圈某截面的電量為q，可知若進入磁場過程線框截面中通過的電量為q，則離開磁場過程線框截面中通過的電量也一定等于q，D正確。11(2016全國卷)如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為，上沿相連。兩細金屬棒ab(僅標出a端)和cd(僅標出c端)長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根導線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g。已知金屬棒ab勻速下滑。求：(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??；(2)金屬