《高考物理一轮复习讲练测》专题46 电磁感应中的动力学和能量问题(练)(解析版)
第 46 讲 电磁感应中的动力学和能量问题—练
1.如图所示 ,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。两次运动中导体棒 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 ( )
A. 两次上升的最大高度比较,有 H=h
B. 两次上升的最大高度比较,有 H<h
C. 无磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生
D. 有磁场时,导轨下端的电阻中有电热产生
【答案】 D
【解析】
2.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 R/2 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,不计导轨电阻,则
1
A. 通过电阻 R 的电流方向为 P→R→M
B. a、b 两点间的电压为 BLv
C. a 端电势比 b 端高
D. 外力 F 做的功等于电阻 R 上发出的焦耳热
【答案】 C
考点:右手定则;闭合电路的欧姆定律;能量守恒定律
【名师点睛】本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合,解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构,
然后根据有关电学知识求解;根据楞次定律或右手定则可判断出通过电阻 R的电流方向和 a、b电势高低.
金属导线 ab 相当于电源,外电路为电阻 R,由闭合电路欧姆定律求解 ab 两点间的电压;根据能量守恒得
外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热。
3.如图所示,两根光滑的平行金属导轨位于水平面内,匀强磁场与导轨所在平面垂直,两根金属杆甲和
乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨接触良好且保持垂直.起初两根杆都静止.现突然给甲 一
个冲量使其获得速度 v而开始运动,回路中的电阻不可忽略,那么在以后的运动中,下列说法正确的是 (
)
A. 甲克服安培力做的功等于系统产生的焦耳热
B. 甲动能的减少量等于系统产生的焦耳热
C. 甲 机 械能的减少量等于乙获得的动能与系统产生的焦耳热之和
D. 最终两根金属杆都会停止运动
【答案】 C
【解析】
【详解】
给甲一个冲量使其获得速度 v而开始运动,回路中产生顺时针方向的感应电流,根据左手定则,甲棒受到
向左的安培力而减速,乙棒受到向右的安培力而加速,根据能量守恒定律,故甲棒减小的动能等于系统增
加的内能和乙棒增加的动能之和,故 A、B、D错误,C正确.故选 C。
【点睛】
本题关键明确系统中两个棒的运动情况、受力情况、系统的能量转化情况,
2
4.(多选)如图,上下边界间距为 l、方向水平向里的匀强磁场区域位于地面上方高 l处.质量为 m、边长
为l、电阻为 R的正方形线框距离磁场的上边界l处,沿水平方向抛出,线框的下边界进入磁场时加速度为
零.则线框从抛出到触地的过程中( )
A. 沿水平方向的分运动始终是匀速运动 B. 磁场的磁感应强度为
C. 产生的电能为 2mgl D. 运动时间为 2
【答案】 ACD
【解析】
【详解】
框进入磁场的竖直方向速度为 vy=,那么匀速运动的时间为 ,因此线框从抛出到触地的过
程中,运动时间为 t=t1+t2=2 ,故 D正确;故选 ACD。
【点睛】
考查运动的合成与分解的应用,掌握平抛运动处理规律,理解运动学公式的内容,注意安培力方向与大小
的确定,及左手定则与右手定则的区别.学,科网
5.如图甲所示,MN
、
PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 角固定,M
、
P之间接电阻箱R,导
轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为 。质量为 m的金属杆 ab
水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为 r,现从静止释放杆 ab,测得其在下滑过程中的最大速度为 。
改变电阻 箱的阻值 R,得到 与 R的关系如图乙 所示,已知轨 道间距为 ,重力加速 度 g取
3
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