（江苏专版）2019高考物理一轮复习 课时跟踪检测（三十四）电磁感应中的动力学和能量问题

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1、课时跟踪检测（三十四）电磁感应中的动力学和能量问题对点训练：电磁感应中的动力学问题1.如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根质量为m的金属杆(电阻忽略不计)从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则()A．如果B增大，vm将变大B．如果α增大，vm将变大C．如果R变小，vm将变大D．如果m变小，vm将变大解析：选B金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值vm，此后金属杆做匀速运动。杆受重力、轨道的支持力和安培力

2、如图所示。安培力F＝LB，对金属杆列平衡方程式：mgsinα＝，则vm＝。由此式可知，B增大，vm减小；α增大，vm增大；R变小，vm变小；m变小，vm变小。因此A、C、D错误，B正确。2．[多选](2018·昆山模拟)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0～t2时间内()A．电容器C的电荷量大小始终不变B．电容器C的a板先带正电后带负电C．MN所受安培力的大小始终不变D．MN所受安培

3、力的方向先向右后向左解析：选AD磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，根据楞次定律和左手定则可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，大小先减小后增大，选项C错误，D正确。3．(2018·徐州模拟)如图甲所示，阻值不计的光滑金属导轨在竖直面上平行固定放置，间距d为0.5m，下端通过导线与阻值RL为4Ω的小灯泡L连接，在矩形区域CDFE内有水平向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，CE长为2m。在t＝0时刻，电阻R为1Ω的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动，当金属棒从

4、AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，g取10m/s2。求：(1)通过小灯泡的电流的大小；(2)金属棒的质量；(3)金属棒通过磁场区域所用的时间。解析：(1)金属棒未进入磁场时，E1＝＝＝0.5×2×V＝2VR总＝RL＋R＝5ΩIL＝＝A＝0.4A。(2)因灯泡亮度不变，故0.2s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动，且通过灯泡的电流不变，即I＝IL＝0.4A，G＝FA＝BId＝0.4×0.4×0.5N＝0.08N所以金属棒的质量：m＝＝0.008kg。(3)金属棒在磁场中运动时电动势：E2＝I(R＋RL)＝2V且E2＝BLv，v＝＝m/s＝10

5、m/s金属棒从CD位置运动到EF位置过程的时间为：t＝＝s＝0.2s。答案：(1)0.4A(2)0.008kg(3)0.2s4．(2018·镇江质检)学校物理兴趣小组设计了一种可粗略测量磁感应强度的实验，其实验装置如图所示。在该装置中磁铁通过细线竖直悬挂在力传感器下面，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场很弱可忽略不计，此时力传感器读数为F1。细直金属棒PQ的两端通过导线与一阻值为R的电阻连接形成闭合回路，金属棒电阻为r，导线电阻不计。若让金属棒水平且垂直于磁场以速度v竖直向下匀速运动，此时力传感器示数为F2。已知金属棒在磁场中的长度为d。(1

6、)判断通过细直金属棒PQ中的电流方向和它受到的安培力方向；(2)求出磁铁两极之间磁场的磁感应强度大小。解析：(1)由右手定则可知，流过PQ的电流从Q流向P，由左手定则可知，PQ受到的安培力方向竖直向上。(2)棒中产生的感应电动势：E＝Bdv由闭合电路欧姆定律：I＝，安培力大小为：F＝BId，棒不动时，对磁铁由平衡条件得：F1＝mg棒向下运动时，对磁铁有：F2＝mg＋F解得：B＝。答案：(1)由Q流向P，竖直向上(2)对点训练：电磁感应中的能量问题5.(2018·扬州模拟)如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.2kg，在该平面上以初速

7、度v0＝4m/s、朝与导线夹角为60°的方向运动，最后达到稳定状态，此过程金属环中产生的电能最多为()A．1.6JB．1.2JC．0.8JD．0.4J解析：选B由题意可知沿导线方向分速度v1＝v0cos60°＝2m/s，根据能量守恒定律得：Q＝mv02－mv12＝1.2J，故环中最多能产生1.2J的电能，B正确。6．[多选](2018·青岛模拟)如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B0＝0.5T，并且以＝0.1T/s的变化率均匀增大，图像如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度L＝0.5m，在导轨上放着一金属棒MN，电阻R0＝0.1Ω，并

8、且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M＝0.2kg的重物。