專題43 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題練 2017年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)原卷版

1、 1（多選）如圖所示，光滑絕緣的水平面上，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，在水平恒力F作用下運(yùn)?Ld?abd變進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，當(dāng)動(dòng)，穿過方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為線框的加速度。恰好為零。則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程和從磁場(chǎng)另一側(cè)穿出的過程相比較，下列分析正確的是: （） A兩過程所用時(shí)間相等 B所受的安培力方向相反 C線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反 D進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中線框產(chǎn)生的熱量較少 2（多選）如圖所示，一個(gè)很長(zhǎng)的光滑導(dǎo)體框傾斜放置，頂端接有一個(gè)燈泡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線框所ab下滑達(dá)穩(wěn)定速度后，小燈泡獲得一個(gè)穩(wěn)定的電功率，除小燈泡外其他在平面，當(dāng)跨放在導(dǎo)軌上的金屬棒電阻均不計(jì)，則若使小燈泡的電

2、功率提高一倍，下列措施可行的是: （） A換用一個(gè)電阻為原來(lái)2倍的小燈泡 B將金屬棒質(zhì)量增為原來(lái)的2倍 將導(dǎo)體框?qū)挾葴p小為原來(lái)的一半C2 將磁感應(yīng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的D 23如圖所示，在光滑的水平面上寬度為L(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)有一個(gè)邊長(zhǎng)為a （aL）的正方形閉合線圈以垂直于磁場(chǎng)邊界的初速度v向右滑動(dòng)，穿過磁場(chǎng)后速度減為v，那么當(dāng)線圈完全0處于磁場(chǎng)中時(shí)，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如圖，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上一電阻不計(jì)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體 棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩

3、形棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為，棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L(zhǎng)，開始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R，右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R以ef為界，其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B在t=00時(shí)，一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a （1）求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式； （2）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間拉力F達(dá)到最大值，拉力F的最大值為多少？ 來(lái)源:（3）某過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W，求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量 、NM處與距r、電阻為R、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在5如圖所示，豎直平面內(nèi)有

4、一半徑為1、NF相接，EF之間接有電阻R，已知R=12R，R=4離為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MER。在MN212上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒 ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸 良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒下落r/2時(shí)的速度大小為v，下落到MN處時(shí)的速度大小為v 21。r時(shí)的加速度大小； 從A處下落（1）求導(dǎo)體棒ab 2（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變，求磁場(chǎng)I和II這間的距離h和R上的電功率2P； 2（3）若將磁場(chǎng)II的CD邊界略微

5、下移，導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)的速度大小為v作F，要使其在外力3用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。 1（多選）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)、與導(dǎo)軌相連的定值電阻阻值為R。磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面。有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，從ab位置以平行斜面大小為v的初速度向上運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)ab的位置，滑行的距離為s。導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間接觸良好并與導(dǎo)軌始終垂直且動(dòng)摩擦因數(shù)為。則: （） 22v2RBA上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為 LB上滑過程中通過定值電阻R的電量為BSL/2R 12mvmgs（sinC上滑過程

6、中定值電阻R產(chǎn)生的熱量為cos） 212mvmg上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能D為s sin 22（多選）如圖所示，在光滑絕緣的水平面上方，有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQ為兩磁B?3BBB?，一個(gè)豎直放置的邊長(zhǎng)為a場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為，質(zhì)21 量為m，電阻為R的正方向金屬線框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線位置開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)v，則下列判斷正確的是: 動(dòng)到在每個(gè)磁場(chǎng)中各有一半的面積時(shí)，線框的速度為 （） 2 2Ba2A此過程中通過線框截面的電量為 R12 B此過程中克服安培力做的功為mv 422va8BC此時(shí)線框的加速度為 mR來(lái)源:222vBa3D

7、此時(shí)線框中的電功率為 4R?的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為（多選）如圖所示，在傾角為B，方向相反的勻3 強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，區(qū)域II的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，磁場(chǎng)的寬度HP以及PNt時(shí)刻ab的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，邊剛m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為1vt時(shí)刻ab邊下滑到JP與MN越過GH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域，此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度的中間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，21v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，下列說法中正確的是: 位置，此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度 （） 2 ?singa? 時(shí)，導(dǎo)線框的加速度大小為A當(dāng)ab邊剛越過JPv:v?4:1 B導(dǎo)線框兩次勻速運(yùn)動(dòng)

8、的速度之比21tt的過程中，導(dǎo)線框克服安培力做的功等于重力勢(shì)能的減少 到C從21?mmgLsin322tt?(v?v)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 從D的過程中，有到 2121224如圖甲所示，空間存在B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是相互平行的粗糙的長(zhǎng)直導(dǎo)軌，處于同一水平面內(nèi)，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，一跨在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒，從零時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，圖乙是棒的速度時(shí)間圖像，其中OA段是直線，AC是P?4.5W，此后功率保持不變，除DE曲線

9、，是曲線圖像的漸近線，小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率，額2s/?10mg R以外，其余部分的電阻均不計(jì)，。 （1）求導(dǎo)體棒在012s內(nèi)的加速度大小； （2）求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及電阻R的阻值； （3）若已知012s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量為12.5J，牽引力做的功為多少？ 0?，在斜面上放置一矩形線框，邊的邊長(zhǎng)5如圖所示，光滑斜面的傾角，邊的?30m1?lbcabcdab1邊長(zhǎng)，線框的質(zhì)量，電阻，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量，斜面上?0.1R?kg?2Mkg?0.6?m1ml2線（）的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)T0.5B?ghefef 2），求

10、：（取 的距離入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，線和m11.4s?ghefsg?10m/（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物M的加速度； （2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度； v（3）邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到線處所用的時(shí)間； tghab（4）邊運(yùn)動(dòng)到線處的速度大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。 ghghab 1【2016·浙江卷】（20分）小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡(jiǎn)化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50 m，傾角=53°，導(dǎo)軌上端串接一個(gè)R=0.05 的電阻。在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d=0.56 m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌 平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T。質(zhì)量m=

11、4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N 拉動(dòng)GH桿，CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)2，sin 53°=10 m/s=0.8，不計(jì)其他電阻、摩健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置（重力加速度g擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量）。求 （1）CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v的大??； （2）CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力F的大?。?A（3）在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。 2【2016·全國(guó)新課

12、標(biāo)卷】如圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為SB?kt，式中B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，的區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小11 k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN（虛線）與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，在t00 時(shí)刻恰好以速度v越過MN，此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻0均忽略不計(jì)。求 （1）在t=0到t=t時(shí)間間隔內(nèi)，流

13、過電阻的電荷量的絕對(duì)值； 0（2）在時(shí)刻t（t>t）穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。 0 3【2015·四川·11】如圖所示，金屬導(dǎo)軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，所在平面與水 平面夾角為，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角。均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長(zhǎng)均為L(zhǎng)，ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上2和1，由導(dǎo)軌上的小立柱較?。ò舸怪狈旁趦A斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為ef重合；NQ與阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計(jì)所

14、有導(dǎo)軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，重力加速度為g。 來(lái)源學(xué)#科#Z#X#X#K，在水平導(dǎo)軌上沿運(yùn)動(dòng)方向B，給ab棒一個(gè)垂直于NQ、水平向右的速度v（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量； （2）在（1）問過程中，ab棒滑行距離為d，求通過ab棒某橫截面的電荷量； （3）若ab棒以垂直于NQ的速度v在水平導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)，并在NQ位置時(shí)取走小立柱1和2，2且運(yùn)動(dòng)過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及此磁場(chǎng)下ab棒運(yùn)動(dòng)的最大距離。 4【2015·上海

15、83;20】（多選）如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。在勻速運(yùn)動(dòng)過程WWWW，回路中產(chǎn)生F做功，磁鐵克服磁場(chǎng)力做功，磁場(chǎng)力對(duì)導(dǎo)體棒做功，重力對(duì)磁鐵做功中外力G2F1E。則: （）的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為 K來(lái)源:. W?QW?EW?W?E?QQ?WW CD A B 1KGKF112|Z|X|X|K學(xué)科來(lái)源、PQ邊的電阻不計(jì)，MN14分）如圖，水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌，其MP5【2014·上海·33】（邊的電阻阻值R=1.5，MN與MP的夾角為135°，PQ與MP垂直，MP邊長(zhǎng)度小于1m。將質(zhì)量m=2kg，、H間