课时跟踪检测(三十三)　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(三十三)　电磁感应中的动力学和能量问题一、单项选择题1．(2014·北京东城检测)如图1所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨的下端接有电阻。当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨平面，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面，ab上升的最大高度为h。两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好。关于上述情景，下列说法中正确的是(　　)图1A．两次上升的最大高

2、度比较，有H＝hB．两次上升的最大高度比较，有H

3、的是(　　)图9A．线框进入磁场前运动的加速度为B．线框进入磁场时匀速运动的速度为C．线框做匀速运动的总时间为D．该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg－mgsinθ)l2二、多项选择题3.(2014·绍兴模拟)两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻R，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为g，如图11所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则(　　)图11A．金属棒在最低点的加速度小于gB．回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量C．当弹簧弹力等

4、于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大D．金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度4．(2014·江苏名校质检)如图12所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ。则(　　)图12A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B．上滑过程中电流做功发出的热量为mv2－mgs(

5、sinθ＋μcosθ)C．上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv2D．上滑过程中导体棒损失的机械能为mv2－mgssinθ5.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图13所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，则(　　)图13A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→bB．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为C．金属棒的最大速度为D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R

6、的热功率为2R三、非选择题6.如图14所示，金属杆MN在竖直平面内贴着光滑平行金属导轨下滑，导轨的间距l＝10cm，导轨上端接有R＝0.5Ω的电阻，导轨与金属杆的电阻不计，整个装置处于B＝0.5T的水平匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。当金属杆MN下滑时，每秒钟有0.02J的重力势能减少，求MN杆下滑的速度的大小(不计空气阻力)。图147.(2014·温州八校联考)如图15所示，足够长的粗糙斜面与水平面成θ＝37°放置，在斜面上虚线aa′和bb′与斜面底边平行，且间距为d＝0.1m，在aa′b′b围成的区域有垂直斜面向上的

7、有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1T；现有一质量为m＝10g，总电阻为R＝1Ω，边长也为d＝0.1m的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置PQ边与aa′重合，现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动，当金属线圈从最高点返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，不计其他阻力，求：(取sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)图15(1)线圈向下返回到磁场区域时的速度；(2)线圈向上离开磁场区域时的动能；(3)线圈向下通过磁场过程中，线圈电阻R上产生的焦耳热。答案1．选D　没有磁场时，只有重

8、力做功，机械能守恒，没有电热产生，C错误。有磁场时，ab切割磁感线，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab上升的最大高度变小，A、B错误，D正确。2．选D　由牛顿第二定律，Mg－mgsinθ＝(M＋m)a，解得线框进入磁场前运动的加速度为，选项A错误；由平衡条件，Mg－mgs