高考物理易錯(cuò)點(diǎn)25 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題（解析版）

易錯(cuò)點(diǎn)25電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題易錯(cuò)總結(jié)以及解題方法一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)問(wèn)題往往與力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，處理此類問(wèn)題的基本方法是：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．(2)用閉合電路歐姆定律求回路中感應(yīng)電流的大?。?3)分析導(dǎo)體的受力情況(包括安培力)．(4)列動(dòng)力學(xué)方程(a≠0)或平衡方程(a＝0)求解．二、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化2．焦耳熱的計(jì)算(1)電流恒定時(shí)，根據(jù)焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.(2)感應(yīng)電流變化，可用以下方法分析：①利用動(dòng)能定理，求出克服安培力做的功W安，即Q＝W安．②利用能量守恒定律，焦耳熱等于其他形式能量的減少量．【易錯(cuò)跟蹤訓(xùn)練】易錯(cuò)類型：分析綜合能力欠缺1．（2021·全國(guó)）如圖所示，寬為a的矩形金屬導(dǎo)線框，從圖示位置由靜止開(kāi)始下落，通過(guò)一寬度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面。從線框下邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到線框上邊離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中（）A．線框中一直有感應(yīng)電流B．線框受安培力時(shí)安培力的方向總是豎直向上C．線框可能一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．線框可能一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】ACD．因b<a，則當(dāng)從線圈的下邊出離磁場(chǎng)的下邊緣，到線圈的上邊進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊緣的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量不變，線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，此過(guò)程中線圈也不受安培力作用，只受重力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，則線框不可能一直做勻速或者一直勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤；B．當(dāng)線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，下邊受向上的安培力；當(dāng)線圈的上邊在磁場(chǎng)中向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受安培力也向上，則線框受安培力的方向總是豎直向上，選項(xiàng)B正確；故選B。2．（2021·全國(guó)高三專題練習(xí)）如圖所示，兩平行傾斜軌道ab和cd為兩根相同的電阻絲，每根電阻絲的電阻與到上端距離的平方根成正比，即R=k（k為常數(shù)），電阻絲平行固定成與地面成θ角，兩電阻絲之間的距離為L(zhǎng)，上端用電阻不計(jì)的導(dǎo)線相連。有一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒跨接在兩軌道上，與軌道接觸良好，且無(wú)摩擦，空間存在垂直軌道向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，從最上端放開(kāi)金屬棒后發(fā)現(xiàn)通過(guò)金屬棒的電流不變，重力加速度為g，下列判斷不正確的是（）A．金屬棒一直做勻加速運(yùn)動(dòng)B．可求出經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)C．可求出經(jīng)過(guò)時(shí)間t內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量D．不可求出金屬棒下降h過(guò)程中電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱【答案】D【詳解】A．由題意可知通過(guò)金屬棒的電流恒定，則金屬棒受到沿傾斜軌道向上的安培力FA=BIL大小恒定，金屬棒的加速度a=恒定，可知金屬棒做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)正確，不符合題意；B．經(jīng)過(guò)時(shí)間t，金屬棒下滑的距離x=at2速度v=at金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blat電路中的電流I=而R總=2k=kt解得I=恒定，金屬棒的加速度a=聯(lián)立解得a和I，根據(jù)速度公式可知金屬棒的速度v=at金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv可求得E，B項(xiàng)正確，不符合題意；C．電流I恒定，根據(jù)q=It可求電荷量，C項(xiàng)正確，不符合題意；D．金屬棒下降h，可求時(shí)間t0=金屬棒下滑過(guò)程中產(chǎn)生的熱功率P=I2R總=I2kt金屬棒下滑h過(guò)程中每根電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱Q=×t0可求焦耳熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意。故選D。3．（2020·上海市青浦高級(jí)中學(xué)高三期末）如圖所示，一金屬線圈用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)正下方有有界水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度大于線圈直徑。拉直細(xì)線，將線圈拉離平衡位置由磁場(chǎng)外靜止釋放，線圈擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若不計(jì)空氣阻力，則（）A．線圈向右穿過(guò)磁場(chǎng)后，還能擺至原來(lái)釋放時(shí)的高度B．只有在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，線圈中才有感應(yīng)電流C．在擺動(dòng)過(guò)程中，線圈中始終有感應(yīng)電流D．線圈最終將在磁場(chǎng)中來(lái)回?cái)[動(dòng)【答案】D【詳解】線圈在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線圈中的磁通量發(fā)生變化，在線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，完全進(jìn)入后，磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流。有感應(yīng)電流時(shí)，機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，所以穿出磁場(chǎng)后，不能回到釋放點(diǎn)的高度。最終線圈在磁場(chǎng)中來(lái)回?cái)[動(dòng)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，機(jī)械能守恒。故選D。4．（2020·全國(guó)）兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)。當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→DC．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒AB的作用力向右【答案】B【詳解】?jī)蓚€(gè)導(dǎo)體棒與兩根金屬導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，AB向右運(yùn)動(dòng)，閉合回路磁通量增加，由楞次定律“增反減同”判斷回路中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，再根據(jù)右手螺旋定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)锽→A→C→D→B。再根據(jù)左手定則，判定導(dǎo)體棒CD受到的磁場(chǎng)力向右，AB受到的磁場(chǎng)力向左。故選B。5．（2021·全國(guó)高三專題練習(xí)）如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L=0.50m，左端接一電阻R=0.20，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的電阻r=0.10Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，當(dāng)以6.0m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，則（）A．電阻R兩端的電壓為0.90VB．導(dǎo)體棒b端電勢(shì)高C．回路中感應(yīng)電流的大小為3.0AD．維持導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小為0.90N【答案】C【詳解】A.有法拉第電磁感應(yīng)定律可得電阻R兩端的電壓，由閉合電路歐姆定律可得A錯(cuò)誤；B．由右手定則可得，電流從導(dǎo)體棒a端經(jīng)過(guò)電阻R回到導(dǎo)體棒b端，因此導(dǎo)體棒a端的電勢(shì)較高，B錯(cuò)誤；C．由閉合電路歐姆定律可得C正確；D．，由共點(diǎn)力平衡條件可得：維持導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小為0.45N，D錯(cuò)誤；故選C。6．（2020·全國(guó)高三專題練習(xí)）如圖所示，金屬桿a在高為h處從靜止開(kāi)始沿弧形軌道下滑，導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平部分導(dǎo)軌上原來(lái)放有一根金屬桿b，兩桿質(zhì)量相同，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，不計(jì)摩擦，關(guān)于兩桿最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（）A．兩桿的速度均為 B．兩桿的速度均為C．桿a靜止，桿b的速度為 D．桿a靜止，桿b的速度為【答案】A【詳解】a下滑h過(guò)程中機(jī)械能守恒解得a進(jìn)入磁場(chǎng)后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b都受安培力作用，a作減速運(yùn)動(dòng)，b作加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，a、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為零，安培力為零，二者勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為a、b的最終速度，設(shè)為v，由過(guò)程中a、b系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒得mv0＝(m+m)v解得最終速度故選A。7．（2021·南京市雨花臺(tái)中學(xué)高三月考）如圖，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面的正方形導(dǎo)體框，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以、3v速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的兩個(gè)過(guò)程中（）A．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反B．導(dǎo)體框邊兩端電勢(shì)差之比為1∶3C．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1∶3D．通過(guò)導(dǎo)體框截面的電荷量之比為1∶3【答案】B【詳解】A．將線框拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量都減小，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向都沿順時(shí)針?lè)较颍较蛳嗤?，故A不符合題意；B．設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框以v運(yùn)動(dòng)時(shí)，dc邊中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1=BLvad邊兩端電勢(shì)差為線框以3v運(yùn)動(dòng)時(shí)，ad邊中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2=3BLvad邊兩端電勢(shì)差為導(dǎo)體框邊兩端電勢(shì)差之比為U1:U2=1:3故B符合題意；C．線框以v運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的焦耳熱為線框以3v運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的焦耳熱為導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為Q1:Q2=3:1故C不符合題意；D．將線框拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量的變化量相同，根據(jù)推論得知，通過(guò)導(dǎo)體框截面的電荷量相同，故D不符合題意。故選B。8．（2021·北京高考真題）如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)體框上。不計(jì)導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦。ab以水平向右的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終停在導(dǎo)體框上。在此過(guò)程中（）A．導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B．導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)镃．電阻R消耗的總電能為 D．導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于【答案】C【詳解】AB．導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，可知電流方向?yàn)閎到a，再根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒向到向左的安培力，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電流為故安培力為根據(jù)牛頓第二定律有可得隨著速度減小，加速度不斷減小，故導(dǎo)體棒不是做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)能量守恒定律，可知回路中產(chǎn)生的總熱量為因R與r串聯(lián)，則產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，則R產(chǎn)生的熱量為故C正確；D．整個(gè)過(guò)程只有安培力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，導(dǎo)體棒克服安培力做的總功等于，故D錯(cuò)誤。故選C。9．（2021·湖北省武漢市漢鐵高級(jí)中學(xué)高三月考）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開(kāi)始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知下落過(guò)程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，可能出現(xiàn)的是（）A．甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)B．甲和乙做什么運(yùn)動(dòng)與線圈的橫截面積和匝數(shù)有關(guān)C．甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D．甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)【答案】A【詳解】設(shè)線圈到磁場(chǎng)的高度為h，線圈的邊長(zhǎng)為l，則線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為兩線圈材料相等（設(shè)密度為），質(zhì)量相同（設(shè)為），則設(shè)材料的電阻率為，則線圈電阻感應(yīng)電流為安培力為由牛頓第二定律有聯(lián)立解得加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無(wú)關(guān)，則甲和乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，具有相同的加速度。當(dāng)時(shí)，甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)，甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)都勻速。BCD錯(cuò)誤，A正確。故選A。10．（2021·江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)高三月考）如圖，間距為的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌左端接阻值為的電阻。導(dǎo)軌之間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為的金屬桿從左側(cè)水平向右以的速度進(jìn)入磁場(chǎng)，在水平外力控制下做勻減速運(yùn)動(dòng)，后速度剛好減為零。桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，忽略桿與導(dǎo)軌的電阻，重力加速度g取。桿從進(jìn)入磁場(chǎng)到靜止過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)電阻的電荷量為1C B．整個(gè)過(guò)程中安培力做功為C．整個(gè)過(guò)程中水平外力做功為零 D．水平外力對(duì)金屬桿的沖量大小為0.5N·s【答案】D【詳解】A．導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移為通過(guò)電阻的電荷量為故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)動(dòng)能定理得因?yàn)橥饬ψ龉o(wú)法確定，所以安培力做功也無(wú)法確定，故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)量定理得結(jié)合解得D正確。故選D。11．（2021·運(yùn)城市新康國(guó)際實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三月考）如圖所示，Ⅰ、Ⅱ兩條虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與豎直紙面垂直。一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體框，在此平面內(nèi)沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻導(dǎo)體框的上半部分恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，速度為v0。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)體框上半部分恰好出磁場(chǎng)時(shí)，速度為零。此后導(dǎo)體框下落，再經(jīng)歷一段時(shí)間到達(dá)初始位置。已知重力加速度為g，則關(guān)于導(dǎo)體框說(shuō)法不正確的是（）A．上升過(guò)程中的加速度一直大于gB．上升過(guò)程中的時(shí)間比下落過(guò)程中的少C．上升過(guò)程中安培力做的功比下落過(guò)程中的多D．上升過(guò)程中電阻消耗的電能比下落過(guò)程中的大【答案】A【詳解】A．整個(gè)導(dǎo)體框在磁場(chǎng)內(nèi)上升過(guò)程中只受重力作用，則其加速度等于g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，符合題意；B．上升過(guò)程經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)，受向下的安培力，則加速度大于g；下降過(guò)程經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界時(shí)，受向上的安培力，則加速度小于g；上升下降的位移大小相等，可知在上升過(guò)程中的時(shí)間比下落過(guò)程中的少，選項(xiàng)B正確，不符合題意。C．根據(jù)能量守恒定律可知，線框經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)：上升的速率大于下降的速率，上升過(guò)程的安培力大小較大，而位移大小相等，所以上升過(guò)程中比下降過(guò)程中克服安培力做的功多，選項(xiàng)C正確，不符合題意。D．因克服安培力做功等于產(chǎn)生的電能，可知在上升過(guò)程中電阻消耗的電能比下落過(guò)程中的大，選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選A。12．（2021·貴州高三）如圖，一足夠長(zhǎng)通電直導(dǎo)線固定在光滑水平面上，質(zhì)量是的硬質(zhì)金屬環(huán)在該平面上運(yùn)動(dòng)，初速度大小為、方向與導(dǎo)線的夾角為，則該金屬環(huán)最終（）A．做曲線運(yùn)動(dòng)，環(huán)中最多能產(chǎn)生0.08J的電能B．靜止在平面上，環(huán)中最多能產(chǎn)生的電能C．做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，環(huán)中最多能產(chǎn)生的電能D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)，環(huán)中最多能產(chǎn)生的電能【答案】D【詳解】金屬環(huán)在向右上方運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)金屬環(huán)的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知金屬環(huán)受到的安培力會(huì)阻礙金屬環(huán)的運(yùn)動(dòng)，直到金屬環(huán)磁通量不發(fā)生變化，即沿著導(dǎo)線的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬環(huán)不再受到安培力的作用，此時(shí)金屬環(huán)將沿導(dǎo)線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，金屬環(huán)只具有豎直方向的速度，根據(jù)速度合成與分解規(guī)律可知金屬環(huán)最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為根據(jù)能量守恒定律可得，金屬環(huán)中產(chǎn)生的電能為所以D正確；ABC錯(cuò)誤；故選D。13．（2021·新疆烏魯木齊·高三）如圖所示，有兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間的距離為d，導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩根質(zhì)量相同的金屬桿1、2間隔一定的距離擺放在導(dǎo)軌上。現(xiàn)使桿1以初速度v0開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，兩桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)相撞且始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知桿1、2的電阻均為R，導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力均忽略不計(jì)。當(dāng)桿1的速度為時(shí)，求∶（1）桿2的速度大??；（2）桿2受到的安培力大小和整個(gè)回路中的瞬時(shí)電功率?！敬鸢浮?1)；(2)，【詳解】(1)以水平向右為正方向，金屬桿1、2組成的系統(tǒng)水平方向受力平衡，可用動(dòng)量守恒定律解得(2)回路中的電動(dòng)勢(shì)為總電流為桿2受到的安培力大小為整個(gè)回路中的瞬時(shí)電功率為14．（2021·北京人大附中高三）如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑軌道水平放置，導(dǎo)軌間距L=0.5m，軌道左端c、d接電阻R=0.4Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道平面。質(zhì)量m=2kg、電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab，t=0時(shí)刻獲得方向沿軌道向右、大小v=5m/s的瞬時(shí)速度。棒ab與軌道接觸良好，不計(jì)軌道的電阻，求：（1）t=0時(shí)刻棒ab受到的安培力大小；（2）t=0時(shí)刻棒ab兩端的電壓U；（3）從棒ab獲得瞬時(shí)速度至停止的過(guò)程中，棒ab中產(chǎn)生的內(nèi)能Q。【答案】（1）2.5N；（2）2V；（3）5J【詳解】(1)回路中的感應(yīng)電流為=5A棒ab受到的安培力大小為=2.5N(2)導(dǎo)體棒切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv導(dǎo)體棒ab兩端電壓解得U=2V(3)棒ab獲得瞬時(shí)速度至停止的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的總內(nèi)能為棒ab中產(chǎn)生的內(nèi)能解得Q=5J15．（2021·全國(guó)高三專題練習(xí)）如圖所示，金屬導(dǎo)軌水平放置，寬為L(zhǎng)=0.50m，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d=0.8m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T。質(zhì)量m=4.0kg、電阻R0=0.05Ω的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界相距x=0.2