2020届高考物理总复习 作业46 电磁感应中的动力学和能量综合问题（含解析）

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1、作业46　电磁感应中的动力学和能量综合问题8一、选择题1．(2019年山东济南一模)平行导轨固定在水平桌面上，左侧接有阻值为R的电阻，导体棒ab与导轨垂直且接触良好，棒在导轨间的阻值为r.输出功率恒为P的电动机通过水平绳向右拉动ab棒．整个区域存在竖直向上的匀强磁场．若导轨足够长，且不计其电阻和摩擦，则电阻R消耗的最大功率为(　　)图46－1A．P　　　　　　　　　B.PC.PD.P解析：导体棒在水平方向受拉力和安培力，当拉力与安培力平衡时，棒的速度最大，此时电路中的感应电流最大，电阻R上消耗的功

2、率最大，则电路的最大电功率为P，电路中各电阻上的功率与电阻成正比分配，所以＝，所以PR＝P，B正确．答案：B图46－22．如图46－2所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d>2r)．圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为(　　)A.B.C.D.解析：t秒末圆环中感应电动势为E＝B·2r·v，由能量守恒知，减少的动能全部转化为焦耳热，Q＝m

3、v－mv2，t秒末圆环中感应电流的功率为P＝EI＝＝，B正确．答案：B8图46－33．(2019年四川第二次大联考)如图46－3所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的

4、是(　　)A．初始时刻导体棒受到的安培力大小F＝B．初始时刻导体棒加速度的大小a＝g＋C．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝mv＋解析：由法拉第电磁感应定律得：E＝Blv0，由闭合电路的欧姆定律得：I＝，由安培力公式得：F＝，故A错误；初始时刻，F＋mg＋kx1＝ma，得a＝2g＋，故B错误；因为导体棒静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C正确；根据能量守恒，减小的动能和重力势能全都转化为焦耳热，但R

5、上的只是一部分，故D错误．答案：C图46－44．(2019年湖南重点中学联考)如图46－4所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L，上方连接一个阻值为R的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场．两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好，电阻均为r、质量均为m；将金属杆1固定在磁场的上边缘，且仍在磁场内，金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放，进入磁场后恰好做匀速运动．现将金属杆2从离开磁场边界h(h

6、放，在金属杆2进入磁场的同时，由静止释放金属杆1，下列说法正确的是(　　)A．两金属杆向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b8B．回路中感应电动势的最大值为C．磁场中金属杆1与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同D．金属杆1与2的速度之差为2解析：根据右手定则判断知金属杆2产生的感应电流方向向右，则流过电阻R的电流方向从b→a，故A错误；当金属杆2在磁场中匀速下降时，速度最大，产生的感应电动势最大，由平衡条件得BIL＝mg，又I＝，联立得感应电动势的最大值为Em＝，故B正确；根据左手定则判断得

7、知两杆所受安培力的方向均向上，方向相同，由公式F＝BIL可知安培力的大小也相同，故C错误；金属杆2刚进入磁场时的速度为v＝；在金属杆2进入磁场后，由于两个金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量也必相同，即v1－0＝v2－v，则得：v2－v1＝v＝，故D错误．答案：B图46－55．如图46－5所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2∶

8、1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后(　　)A．金属棒ab、cd都做匀速运动B．金属棒ab上的电流方向是由a向bC．金属棒cd所受安培力的大小等于D．两金属棒间距离保持不变解析：对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab速度小于金属棒cd速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，A、B、D错误；以两金属棒整体为研究对象有：F＝3ma，隔离金属棒cd分析：F