2019届高考物理一轮复习 课时作业50 电磁感应中的动力学和动量、能量综合问题

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1、课时作业(五十)　电磁感应中的动力学和动量、能量综合问题[基础训练]1．(2018·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(　　)A．PB.PC.PD.2P答案：B　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上消耗的功率最大，

2、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．2.(2018·辽宁沈阳东北育才学校二模)如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计，现用一水平向右的恒力，作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是(　　)A．金属杆ab做匀加速直线运动B．金属杆ab运动

3、时回路中有顺时针方向的电流C．金属杆ab所受到的安培力先不断增大，后保持不变D．金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比答案：C　解析：对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有F－F安＝ma，即F－＝ma，由于速度变化，所以加速度发生变化，故金属杆做加速度逐渐减小的变加速运动，不是做匀加速直线运动，故A错误；根据楞次定律可知，金属杆ab运动时回路中有逆时针方向的感应电流，故B错误；由F安＝可知，当速度增大时，安培力增大，当金属杆受力平衡时，达到最大速度，其后开始做匀速运动，安培力不变，故C正确；安培

4、力的功率P＝F安v＝，若金属杆做匀加速直线运动，则v＝at，安培力功率与时间的平方成正比，由于金属杆做变加速运动，因此金属杆克服安培力做功的功率与时间的平方不成正比，D错误．3．(2018·河南八市重点高中质检)如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则(　　)A．外力的大小为2BrB．外力的大小为BrC．导体杆旋转的角速度为D．导体杆旋转

5、的角速度为答案：C　解析：设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E＝Br2ω，I＝，根据题述回路中的电功率为P，则P＝EI；设维持导体杆匀速转动的外力为F，则有P＝，v＝rω，联立解得F＝Br，ω＝，选项C正确，A、B、D错误．4．(2018·陕西西安中学月考)(多选)如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向

6、上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F.此时(　　)A．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθB．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)vC．电阻R1消耗的热功率为D．电阻R2消耗的热功率为答案：AB　解析：此时整个装置因摩擦而消耗的热功率为Pf＝fv＝μmgvcosθ，故A正确；设导体棒ab的长度为L，磁感应强度为B，电阻R1＝R2＝R，电路中感应电动势E＝BLv，ab中感应电流为I＝＝，棒ab所受安培力为F＝BIL＝，电阻R1消耗的热功率为P1＝2R＝，故P1＝Fv，电阻R

7、1和R2阻值相等，它们消耗的热功率相等，则P1＝P2＝Fv，整个装置消耗的机械功率为P3＝Fv＋Pf＝(F＋μmgcosθ)v，故B正确，C、D错误．5．(2018·上海虹口一模)(多选)如图所示的光滑水平面上，水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，其宽度均为s，区域Ⅰ和Ⅱ之间有一宽度为L＝3s的无磁场区域，一质量为m、边长为s的正方形线框在水平恒定外力作用下从距区域Ⅰ左边界s处由静止开始做匀加速直线运动，假设线框能匀速地通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ，则下列说法正确的是(　　)　A．线框通过区域Ⅰ和区

8、域Ⅱ时的速度大小之比为1∶B．区域Ⅰ与区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小之比为∶1C．线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ过程产生的热量相等D．线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ过程通过线框某一横截面的电荷量相等答案：AC　解析：由运动学公式v1＝，v2＝＝，线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ时的速度大小之比＝1∶，故A正确；通过区域Ⅰ时，能匀速通过，说明受到的安培力等于外力，即F安＝B1Is＝，在区域Ⅰ和Ⅱ之间运动时，线框做加速运动，所以进入磁场区域Ⅱ时线框的速度大于进入磁场区域Ⅰ