2020版高考物理一轮复习分层规范快练34电磁感应中的动力学、能量和动量问题新人教版.doc

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1、分层规范快练(三十四)　电磁感应中的动力学、能量和动量问题[双基过关练]1．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　)A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量解析：棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用．由动能定理：WF＋WG＋W安＝ΔEk得WF＋W安＝ΔEk＋mgh，即力F做的功与安

2、培力做功的代数和等于机械能的增加量，选项A正确．答案：A2．[2019·河北省定州中学月考]如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角θ(0<θ<90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中(　　)A．运动的平均速度大小为B．下滑位移大小为C．产生的焦耳热为qBLvD．受到的最大安培力大小为sinθ解析：金属棒ab开始做加速逐渐减小

3、的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于，故A错误；由电荷量计算公式q＝It＝t＝＝可得，下滑的位移大小为x＝，故B正确；产生的焦耳热Q＝I2Rt＝qIR，而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流I′＝小，故这一过程产生的焦耳热小于qBLv，故C错误；金属棒ab受到的最大安培力大小为F＝BIL＝BL＝，故D错误．答案：B3．如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热

4、量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)A．Q1>Q2，q1＝q2　B．Q1>Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q2解析：设线框边长ab＝l1，bc＝l2，线框中产生的热量Q1＝I2Rt＝2·R·＝＝l1，Q2＝l2，由于l1>l2，所以Q1>Q2.通过线框导体横截面的电荷量q＝·Δt＝·Δt＝＝，故q1＝q2，A选项正确．答案：A4．(多选)一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所

5、示，磁感应强度B＝0.5T，导体棒ab、cd长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是(　　)A．ab受到的拉力大小为2NB．ab向上运动的速度为2m/sC．在2s内，拉力做功，有0.4J的机械能转化为电能D．在2s内，拉力做功为0.6J解析：对导体棒cd分析：mg＝BIl＝，得v＝2m/s，故选项B正确；对导体棒ab分析：F＝mg＋BIl＝0.2N，选项A错误；在2s内拉力做功转化的电能等于克服安培力做的功，即W＝F安vt

6、＝0.4J，选项C正确；在2s内拉力做的功为Fvt＝0.8J，选项D错误．答案：BC5．[2019·贵州黔南州三校联考]如图甲所示，空间存在B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L＝0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m＝0.1kg的导体棒．从零时刻开始，对ab施加一个大小为F＝0.45N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的v－t图象，其中AO是图象在O点的切线，AB是图象的渐近线．除R以外，其余部分的电阻均不计．设最大静摩擦力

7、等于滑动摩擦力．已知当棒的位移为100m时，其速度达到了最大速度10m/s.求：(1)R的阻值；(2)在棒运动100m过程中电阻R上产生的焦耳热．解析：(1)由图乙得ab棒刚开始运动瞬间a＝2.5m/s2，则F－Ff＝ma，解得Ff＝0.2N.ab棒最终以速度v＝10m/s匀速运动，则所受到拉力、摩擦力和安培力的合力为零，F－Ff－F安＝0.F安＝BIL＝BL＝.联立可得R＝＝0.4Ω.(2)由功能关系可得(F－Ff)x＝mv2＋Q，解得Q＝20J.答案：(1)0.4Ω　(2)20J[技能提升练]6．[2019·山东淄博模拟](多选)如图甲所示，左侧接有定

8、值电阻R＝3Ω的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁