高三物理二輪高頻考點(diǎn)突破專(zhuān)題18 用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的框-棒問(wèn)題

高考物理二輪高頻考點(diǎn)專(zhuān)題突破專(zhuān)題18用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“框-棒“問(wèn)題專(zhuān)練目標(biāo)專(zhuān)練內(nèi)容目標(biāo)1用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“框“問(wèn)題（1T—5T）目標(biāo)2用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“單棒“問(wèn)題（6T—10T）目標(biāo)3用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“雙棒“問(wèn)題（11T—15T）【典例專(zhuān)練】一、用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“框“問(wèn)題1．如圖甲所示，一正方形單匝金屬線(xiàn)框放在光滑水平面上，水平面內(nèi)兩條平行直線(xiàn)MN、OP間存在垂直水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，時(shí)，線(xiàn)框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，外力F隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)如圖乙實(shí)線(xiàn)所示，已知線(xiàn)框質(zhì)量、電阻，則（）A．磁場(chǎng)寬度為3mB．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T(mén)C．線(xiàn)框穿過(guò)OP的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱等于4JD．線(xiàn)框穿過(guò)MN的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)某一橫截面的電荷量為【答案】BD【詳解】A．時(shí)刻，線(xiàn)框的加速度為第末后直到第末這段時(shí)間內(nèi)，拉力恒定為，此時(shí)線(xiàn)框在磁場(chǎng)中不受安培力，磁場(chǎng)寬度故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)線(xiàn)框全部進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間有；，（其中，解得故B正確；C．設(shè)線(xiàn)框穿過(guò)OP的初末速度分別為、，線(xiàn)圈全程做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則由動(dòng)能定理有而；可得即線(xiàn)框穿過(guò)OP的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱大于4J，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)線(xiàn)框的邊長(zhǎng)為，則進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程從0~1s的位移為線(xiàn)框穿過(guò)MN的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)某一橫截面的電荷量為故D正確；故選BD。2．如圖甲所示。在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線(xiàn)L1、L2、L3、L4，在L1和L2之間、L3和L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T，方向垂直于虛線(xiàn)所在平面，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，現(xiàn)有一寬度cd＝L＝0.5m、質(zhì)量為0.1kg、電阻為2Ω的矩形線(xiàn)圈abcd，將其從圖示位置由靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知t1~t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程線(xiàn)圈平面始終處于豎直方向。（重力加速度g取10m/s2）則（）A．t1時(shí)刻，線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)的速度大小v1＝3.5m/sB．L1與L2、L3與L4之間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為1mC．在0~t1時(shí)間內(nèi)，通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量為0.25CD．在0~t3時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量為1.1125J【答案】BC【詳解】A．t2~t3時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力平衡有聯(lián)立兩式解得v2＝8m/st1~t2的時(shí)間間隔為t＝0.6s，線(xiàn)圈做加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度﹣時(shí)間關(guān)系有v2＝v1+gt解得v1＝2m/s故A錯(cuò)誤；B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈一直做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，知ab邊剛進(jìn)入上邊的磁場(chǎng)時(shí)，cd邊也剛進(jìn)入下邊的磁場(chǎng)，設(shè)磁場(chǎng)的寬度為d，則線(xiàn)圈的長(zhǎng)度L′＝2d，線(xiàn)圈下降的位移勻加速下降的位移為x＝L′+d＝3d則有解得d＝1m故B正確；C．在0~t1時(shí)間內(nèi)，cd邊從L1運(yùn)動(dòng)到L2，通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量解得q＝0.25C故C正確；D．在0~t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒定律得解得Q＝1.8J故D錯(cuò)誤。故選BC。3．如圖，水平虛線(xiàn)L1、L2之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)區(qū)域的高度為h。豎直平面內(nèi)有一質(zhì)量為m的直角梯形線(xiàn)框，其底邊水平，上、下邊長(zhǎng)之比為1：5，高為2h?，F(xiàn)將線(xiàn)框ABCD在磁場(chǎng)邊界L2的下方h處用外力F=2mg作用，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（上升過(guò)程底邊始終水平，線(xiàn)框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直），當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框的加速度恰好為零，在DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前的一段時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)框做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度為B．AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度為C．從線(xiàn)框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱為D．DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框加速度的大小為【答案】BC【詳解】AB．設(shè)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，線(xiàn)框的電阻為R，AB=l，則CD=5l，根據(jù)動(dòng)能定理解得，A錯(cuò)誤B正確；C．AB剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度為0，則有設(shè)DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v1，線(xiàn)框切割磁感應(yīng)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度為2l線(xiàn)框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有聯(lián)立解得從線(xiàn)框開(kāi)始到CD邊進(jìn)入磁場(chǎng)前瞬間，根據(jù)能量守恒定律得聯(lián)立解得，C正確；D．CD剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，線(xiàn)框切割磁感應(yīng)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度為3l，由閉合電路歐姆定律得由牛頓第二定律得解得方向豎直向下，D錯(cuò)誤。故選BC。4．如圖所示，線(xiàn)框ac、bd邊長(zhǎng)為2L、電阻不計(jì)，三條短邊ab、cd、ef長(zhǎng)均為L(zhǎng)、電阻均為R，ef位于線(xiàn)框正中間。線(xiàn)框下方有一寬度為L(zhǎng)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，當(dāng)cd距磁場(chǎng)上邊界一定高度時(shí)無(wú)初速釋放線(xiàn)框，線(xiàn)框cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框恰好勻速運(yùn)動(dòng)，下落過(guò)程中線(xiàn)框始終在豎直面內(nèi)，已知線(xiàn)框質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（）A．釋放時(shí)cd邊到磁場(chǎng)上邊界高度為B．線(xiàn)框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差始終為C．線(xiàn)框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中流過(guò)ab邊的電流大小和方向均不變D．整個(gè)過(guò)程中ab邊產(chǎn)生的焦耳熱一定為mgL【答案】ABD【詳解】A．設(shè)釋放時(shí)cd邊到磁場(chǎng)上邊界高度為h，cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為①cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為②回路中總電阻為③通過(guò)cd的電流為④；cd所受的安培力大小為⑤由題意，根據(jù)平衡條件有⑥聯(lián)立①~⑥式解得⑦故A正確；B．根據(jù)線(xiàn)框構(gòu)成等效電路的特點(diǎn)可知線(xiàn)框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中將始終做勻速運(yùn)動(dòng)，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差始終等于對(duì)應(yīng)等效電路的路端電壓的相反數(shù)，即⑧由③④⑤⑥⑧解得⑨故B正確；C．當(dāng)cd和ef通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，流過(guò)ab的電流大小均為⑩方向均為b→a；當(dāng)ab通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，流過(guò)ab的電流大小為I，方向?yàn)閍→b，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)焦耳定律可得整個(gè)過(guò)程中ab邊產(chǎn)生的焦耳熱為?聯(lián)立②③④⑤⑥?解得?故D正確。故選ABD。5．如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(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)邊界MN、PQ、GH均平行于斜面底邊，MP、PG的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線(xiàn)框，由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，下滑過(guò)程中ab邊始終與斜面底邊平行．t1時(shí)刻ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框恰好以速度v1做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；t2時(shí)刻ab邊下滑到PQ與MN的中間位置，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框又恰好以速度v2做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)PQ時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)框的加速度大小為a=3gsinθB．導(dǎo)線(xiàn)框兩次做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度之比v1：v2=2：1C．從t1到t2的過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)框克服安培力做的功等于機(jī)械能的減少量D．從t1到t2的過(guò)程中，有的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】AC【詳解】A．當(dāng)ab邊剛越過(guò)PQ時(shí)，線(xiàn)框的速度仍為v1，由于兩個(gè)邊的切割磁感線(xiàn)的電動(dòng)勢(shì)方向相同，故電流增加為2倍，ab和cd邊均受到向上的安培力，此時(shí)故加速度故A正確；B．第一次，根據(jù)平衡條件，有第二次，根據(jù)平衡條件，有聯(lián)立解得故B錯(cuò)誤；C．從t1到t2的過(guò)程中，根據(jù)功能關(guān)系，導(dǎo)線(xiàn)框克服安培力做功的大小等于機(jī)械能的減少，故C正確；D．從t1到t2的過(guò)程中，有的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。故選AC。二、用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“單棒“問(wèn)題6．足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ac之間連接阻值為R的電阻，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒ef垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，電阻為r。t=0時(shí)刻對(duì)導(dǎo)體棒施加一個(gè)水平向右的力F，導(dǎo)體棒在F的作用下開(kāi)始做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)x距離時(shí)撤去外力F，此時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小為v0。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．外力F的大小與時(shí)間關(guān)系式B．t=0時(shí)刻外力F的大小為C．從撤去外力F到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為D．從撤去外力F到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)，金屬棒運(yùn)動(dòng)的位移大小為【答案】ABD【詳解】A．由題知導(dǎo)體棒在F的作用下開(kāi)始做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有，v=at整理有，A正確；B．由題知導(dǎo)體棒在F的作用下開(kāi)始做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則有v02=2ax在t=0時(shí)刻根據(jù)選項(xiàng)A有，B正確；C．從撤去外力F到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有則R上產(chǎn)生的焦耳熱有，C錯(cuò)誤；D．從撤去外力F到導(dǎo)體棒停止運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量定理有BILt=BqL=mv0再根據(jù)解得，D正確。故選ABD。7．如圖所示，帶有卡槽的平行光滑金屬導(dǎo)軌（足夠長(zhǎng)）與水平面成30°角傾斜固定，兩導(dǎo)軌間距為1m，上端接一標(biāo)有“6V36W"的小燈泡，導(dǎo)軌間有方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量m=200g、直徑d=1m的圓形金屬框MN嵌在兩導(dǎo)軌的卡槽中，且與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)?，F(xiàn)給MN一沿導(dǎo)軌向下的恒力F，MN達(dá)到平衡后小燈泡恰好正常發(fā)光。不計(jì)導(dǎo)軌和金屬框MN的電阻，MN沿卡槽滑動(dòng)過(guò)程始終與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦。取重力加速度大小g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A．金屬框MN沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)小燈泡的電流方向?yàn)閺腶到bB．金屬框MN平衡時(shí)的速度大小為3m/sC．恒力F的大小為5ND．金屬框MN平衡時(shí)其受到重力的功率為12W【答案】AC【詳解】A．圓形金屬框可看成長(zhǎng)為1m的導(dǎo)體棒，由右手定則可判斷通過(guò)小燈泡的電流方向?yàn)閺腶到b，選項(xiàng)A正確；B．由U=E=Bdv解得v=6m/s選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由公式；解得F=5N選項(xiàng)C正確；D．由公式解得PG=6W選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AC。8．如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。兩導(dǎo)軌間用大小可忽略的定值電阻R連接，以?xún)蓪?dǎo)軌交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以?xún)蓪?dǎo)軌的角平分線(xiàn)為x軸，兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為θ。導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點(diǎn)開(kāi)始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。I表示流過(guò)電阻R的電流，P表示電阻R的熱功率，F(xiàn)表示金屬棒受到的拉力大小，W表示拉力做的功，則下列關(guān)于上述物理量與x的關(guān)系圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】AC【詳解】A．根據(jù)幾何關(guān)系，金屬棒切割的有效長(zhǎng)度L正比于x，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv∝x根據(jù)閉合電路歐姆定律I∝x，A正確；B．熱功率表達(dá)式P=I2R∝x2功率正比于x2，B錯(cuò)誤；C．金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)，有F=F安=BIL∝x2，C正確；D．如果F是恒力W=Fx；F∝x2則W與x2不成正比關(guān)系，D錯(cuò)誤。9．如圖，有上、下平放置的兩個(gè)寬度均為L(zhǎng)=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端連接阻值分別為r1=2Ω，r2=4Ω的電阻，右端與豎直放置的兩個(gè)半徑均為R=0.1m的半圓形金屬軌道連接在一起。該裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量m=2kg的金屬棒PQ以v0=2m/s的速度從圖示位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，到圓弧軌道的最高點(diǎn)時(shí)金屬棒對(duì)軌道的壓力恰好為零。金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌及金屬棒的電阻，則下列正確的是（）A．金屬桿從軌道飛離后，落地前桿兩端的電勢(shì)差為1VB．金屬桿從軌道飛離后，落地前桿兩端的電勢(shì)差大于1VC．桿在軌道上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，流過(guò)電阻r1的電荷重為D．桿在軌道上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，流過(guò)電阻r1的電荷量為【答案】AC【詳解】AB．在圓弧軌道的最高點(diǎn)時(shí)金屬棒對(duì)軌道的壓力恰好為零，則解得金屬桿從軌道飛離后，做平拋運(yùn)動(dòng)，只有水平速度切割磁感線(xiàn)，則落地前桿兩端的電勢(shì)差B錯(cuò)誤A正確；CD．對(duì)金屬棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)量定理得；解得因?yàn)殡娮鑢1、r2并聯(lián)，且則電流之比則流過(guò)電阻r1的電荷量為，D錯(cuò)誤C正確。故選AC。10．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬軌道MN、PQ水平放置，軌道間距為L(zhǎng)?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置，且與軌道接觸良好，導(dǎo)體棒和軌道電阻均可忽略不計(jì)。有一電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源通過(guò)開(kāi)關(guān)S連接到軌道左端，另有一個(gè)定值電阻R也連接在軌道上，且在定值電阻右側(cè)存在著垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)體棒ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則下列敘述中正確的有（）A．導(dǎo)體棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大時(shí)導(dǎo)體棒中無(wú)電流B．導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度為C．導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)電源的輸出功率D．導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E【答案】AB【詳解】A．閉合開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)體棒受到安培力向右同時(shí)導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且方向與電源電動(dòng)勢(shì)相反，電流減小，安培力減小，加速度減小，當(dāng)導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)和定值電阻R兩端電壓大小相等時(shí)，導(dǎo)體棒中電流為零，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，故A正確；B．由A分析可知得故B正確；C．導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)電源的輸出功率為故C錯(cuò)誤；D．導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒中電流為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源兩端的路端電壓相等，即故D錯(cuò)誤。故選AB。三、用力學(xué)三大觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“雙棒“問(wèn)題11．如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌由兩部分組成，左面部分水平，右面部分是半徑為r的豎直半圓，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根長(zhǎng)度均為l的金屬棒ab、cd均垂直導(dǎo)軌置于水平導(dǎo)軌上，金屬棒ab、cd的質(zhì)量分別為2m與m，電阻分別為R與?，F(xiàn)給ab棒施加一個(gè)瞬時(shí)沖量使其以初速度開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，cd棒隨即也開(kāi)始運(yùn)動(dòng)且進(jìn)入圓軌道后恰好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)，已知cd棒進(jìn)入圓軌道前兩棒未相撞，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)b棒剛開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的加速度大小為B．cd棒剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)ab棒的速度大小為C．cd棒剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力為5mgD．cd棒進(jìn)入半圓軌道前ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】ABD【詳解】A．a(chǎn)b棒開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中電流為I，則根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁場(chǎng)有E=Blv0根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)牛頓第二定律有F安=ma0安培力為F安=BIl聯(lián)立求解的故A正確；BC．設(shè)cd棒剛進(jìn)入圓形軌道時(shí)的速度為v2，此時(shí)ab棒的速度為v1，ab棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至cd棒即將進(jìn)入圓軌道的過(guò)程，對(duì)ab和cd組成的系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律可得2mv0=2mv1+mv2；cd棒進(jìn)入圓軌道至最高點(diǎn)的過(guò)程中，對(duì)cd棒運(yùn)用動(dòng)能定理可得在半圓軌道的P點(diǎn)對(duì)cd棒運(yùn)用牛頓第二定律可得聯(lián)立求解可得；由牛頓第二定律可得cd棒剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力為故B正確，C錯(cuò)誤；D．cd棒進(jìn)入半圓軌道前對(duì)ab棒運(yùn)用動(dòng)能定理可得故D正確。故選ABD。12．如圖所示，兩電阻可以忽略不計(jì)的平行金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌固定在水平面上，相距為，另外兩根長(zhǎng)度為、質(zhì)量為、電阻為的相同導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒在長(zhǎng)導(dǎo)軌上可以無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)，導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。某時(shí)刻使左側(cè)的導(dǎo)體棒獲得大小為的向左初速度、右側(cè)的導(dǎo)體棒獲得大小為的向右初速度，則下列結(jié)論正確的是（）A．該時(shí)刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為B．當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)，兩導(dǎo)體棒受到的安培力大小都是C．當(dāng)導(dǎo)體棒的速度大小為時(shí)，導(dǎo)體棒b的速度大小一定是D．從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終處于穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為【答案】BD【詳解】A．根據(jù)右手定則可知，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)方向相同，所以該時(shí)刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為故A錯(cuò)誤；B．導(dǎo)體棒、b所受的安培力等大反向，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)，安培力對(duì)、b的沖量等大反向，所以當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時(shí)，導(dǎo)體棒b的速度為此時(shí)回路中的感應(yīng)電流為兩導(dǎo)體棒受到的安培力大小都是故B正確；C．兩導(dǎo)體棒所受的合外力為零，整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為且向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，有解得當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為且向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，有解得故C錯(cuò)誤；D．從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終處于穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量守恒有整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量所以導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選BD。13．如圖所示，水平固定且間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。導(dǎo)軌上有a、b兩根與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒，質(zhì)量均為m，電阻均為R。現(xiàn)對(duì)a施加水平向右的恒力，使其由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)a向右的位移為x時(shí)，a的速度達(dá)到最大且b剛要滑動(dòng)。已知兩棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體棒a的最大速度B．電路中的最大電流C．a(chǎn)發(fā)生位移x的過(guò)程所用時(shí)間t=D．a(chǎn)發(fā)生位移x的過(guò)程中，金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱【答案】BC【詳解】AB．a(chǎn)的速度達(dá)到最大時(shí)b剛要滑動(dòng)，對(duì)b有μmg=BImL解得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電流為聯(lián)立可得故A錯(cuò)誤，B正確；C．設(shè)對(duì)a施加水平向右的恒力為F。a的速度達(dá)到最大時(shí)合力為零，則有F=μmg+BImL=2μmga發(fā)生位移x的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理得電量為聯(lián)立可得a發(fā)生位移x的過(guò)程所用時(shí)間t=故C正確；D．根據(jù)能量守恒可得a發(fā)生位移x的過(guò)程中，金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱故D錯(cuò)誤。故選BC。14．如圖所示，一質(zhì)量為M的U形金屬框abcd靜置于水平粗糙絕緣平臺(tái)上，ab和dc邊平行且與bc邊垂直，bc邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，Lab、Ldc足夠長(zhǎng)，金屬框與絕緣平臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根質(zhì)量也為M的導(dǎo)體棒MN平行bc靜置于金屬框上，導(dǎo)體棒接入回路中的電阻為R，導(dǎo)體棒與金屬框間摩擦不計(jì)?，F(xiàn)用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN與金屬框始終保持良好接觸，重力加速度為g，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體棒與金屬框具有共同速度B．導(dǎo)體棒與金屬框具有共同加速度C．導(dǎo)體棒中電流D．導(dǎo)體棒消耗的電功率為【答案】BC【詳解】經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，金