2021高考物理一轮复习第10章电磁感应专题十二电磁感应中的动力学能量和动量问题课时作业含解析.doc

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1、专题十二　电磁感应中的动力学、能量和动量问题1．如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)(　　)A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端的高D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热C　[由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻R的电流

2、方向为M→R→P，A错误；金属导线产生的电动势为BLv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为BLv，B错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C正确；根据能量守恒定律可知，外力做功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和，D错误。]2．如图甲所示，bacd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的电阻为R，整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中，磁感应强度B的变化

3、情况如图乙所示，PQ始终静止，则0～t2内(t＝0时刻，安培力大于mgsinθ)PQ受到的摩擦力Ff的分析情况正确的是(　　)-11-A．Ff先减小后增大，且在t1时刻为零B．Ff先减小后增大，且在t1时刻Ff＝mgsinθC．Ff先增大后减小，且在t1时刻为最大值D．Ff先增大后减小，且在t1时刻Ff＝mgsinθB　[0～t1，PQ平衡，无论磁感应强度的方向向哪，都有F安＝mgsinθ＋Ff，随着磁感应强度的减小，安培力减小，静摩擦力向下先减小后反向增大，t1时刻，安培力为零，静摩擦力沿框架向上

4、，Ff＝mgsinθ；t1以后，安培力方向向下，mgsinθ＋F安＝Ff，安培力增大，静摩擦力沿框架向上增大，A、C、D错误，B正确。]3.(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

5、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0.6JBC　[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2-11-s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＝0.4J，选项C正确；在2s内拉力做的功为Fvt＝0.8J，选项D错误。]4.(多选)如图所示，无限长光滑平行导轨与地面夹角为θ，一质量为m的导体棒ab垂直于导轨水平放置，与导轨构成一闭合回路，导轨的宽

6、度为L，空间内存在大小为B，方向垂直导轨向上的匀强磁场，已知导体棒电阻为R，导轨电阻不计，现将导体棒由静止释放，以下说法正确的是(　　)A．导体棒中的电流方向从a到bB．导体棒先加速运动，后匀速下滑C．导体棒稳定时的速率为D．当导体棒下落高度为h时，速度为v，此过程中导体棒上产生的焦耳热等于mgh－mv2BCD　[根据右手定则可以知道感应电流的方向为b到a，故选项A错误；刚开始时速度较小，则电流较小，所以安培力小于重力的合力，则加速下滑，当安培力等于重力的分力时则匀速运动，即BL＝mgsinθ，则v

7、＝，故选项B、C正确；根据能量守恒，产生的热量为：Q＝mgh－mv2，故选项D正确。]5.如图所示，在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为h＝5.2-11-m，磁感应强度为B＝1T，边长为L＝1m、电阻为R＝1Ω、质量为m＝1kg的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈PQ边到达磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为g＝10m/s2，求：(1)导线框的MN边刚好进磁场时的速度大小；(2)导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间。解析：　(1)设导线框

8、MN边进入磁场的速度为v0，PQ边运动到磁场下边缘时的速度为vPQ边到达磁场的下边缘时导线框受力平衡，则有：mg＝解得：v＝10m/s导线框完全进入磁场到PQ离开磁场的过程中，导线框机械能守恒，有mv2－mv＝mg(h－L)解得：v0＝4m/s(2)设导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间为t，根据动量定理得mgt－BILΔt＝mvΔt为导线框进入磁场所经历的时间又q＝IΔt＝得mgt－BqL＝mv解得t＝1.1s答案：　(1)4m/s　(2)1.1s6．