电磁感应的动力学和能量问题.doc

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1、第7页共7页课时跟踪检测（三十四）电磁感应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．(多选)(2016·唐山模拟)如图1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(　　)图1A．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所受安培力的方向先向右后向左解析：选AD　磁感应强度均匀变化，产

2、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。2．(2015·烟台模拟)如图2所示，在光滑的水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)图2A．线

3、框的加速度大小为B．线框受到的水平外力的大小为C．0～t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1第7页共7页D．0～t3时间内水平外力所做的功大于解析：选D　在0～t1时间内，线框中产生的感应电流i＝，v＝at，由题图乙知i＝t，得线框的加速度大小a＝，选项A错误；由于线框在进入磁场运动时，感应电流变化，安培力变化，水平拉力大小发生变化，易知选项B错误；根据it图像的“面积”意义知，0～t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1，选项C错误；t3时刻线框的速度大小v3＝at3，由题图乙知＝，得a＝，在0～t3时间内，根

4、据动能定理W外－W安＝mv32，得W外>mv32＝m(at3)2＝，选项D正确。3．(多选)(2015·四川第二次大联考)如图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。则下列说法正确的是(　　)图3A．初始时刻导体棒受

5、到的安培力大小F＝B．初始时刻导体棒加速度的大小a＝2g＋C．导体棒往复运动，最终将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＝mv02＋解析：选BC　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＋第7页共7页，故B正确；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上的只是一部分，故D错误。对点训练：

6、电磁感应中的能量问题4．(多选)(2016·青岛模拟)如图4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，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M＝0.2kg的重物。导轨上的定值电阻R＝0.4Ω，与P、Q端点相连组成回路。又知PN长d＝0.8m。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是(g取10N/kg)(　　)图4A．电流的方向由P到QB．电流的大小为0.1AC．从磁感应强

7、度为B0开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起D．电阻R上产生的热量约为16J解析：选AC　根据楞次定律可知电流方向为M→N→P→Q→M，故A项正确；电流大小I＝＝A＝0.08A，故B项错误；要恰好把质量M＝0.2kg的重物拉起，则F安＝FT＝Mg＝2N，B′＝＝T＝50T，B′＝B0＋·t＝0.5＋0.1t，解得t＝495s，故C项正确；电阻R上产生的热量为Q＝I2Rt＝(0.08)2×0.4×495J＝1.27J，故D项错误。5.(2015·北京东城检测)如图5所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，

8、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，