专题13.2电磁感应中的动力学问题、能量问题、动量问题练解析版_新高考复习资料_2022年新高考复习资料_2022年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

专题13.2 电磁感应中的动力学问题、能量问题、动量问题【练】 目录 一．练基础题型.............................................................................................................................................................1 二、练名校真题.............................................................................................................................................................7 三．练规范解答...........................................................................................................................................................15 一．练基础题型 1．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻 R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良 好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是( ) A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 【答案】D 【解析】导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小，则闭合回路中的磁通量均匀减小， 根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由a到b，故选项A错误；根据 法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝＝＝kS，回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据闭合电路欧 姆定律I＝，所以ab中的电流大小不变，故选项B错误；安培力F＝BIL，电流大小不变，磁感应强度减小， 则安培力减小，故选项C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力 f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故选项D正确。 2．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度 向右运动。t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列 vt图象中， 可能正确描述上述过程的是( )A B C D 【答案】D 【解析】导线框开始进入磁场过程，通过导线框的磁通量增大，有感应电流，进而受到与运动方向相反的 安培力作用，速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，导线框的加速度减小，vt图线的 斜率减小；导线框全部进入磁场中，磁通量不变，无感应电流，导线框做匀速直线运动；导线框从磁场中 出来的过程，有感应电流，又会受到安培力阻碍作用，速度减小，加速度减小，选项D正确。 3．(2021·温州模拟)如图所示，一足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略 不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为 1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场， 磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒 MN的运 动速度大小以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)( ) A．2.5 m/s,1 W B．5 m/s,1 W C．7.5 m/s,9 W D．15 m/s,9 W 【答案】B 【解析】小灯泡稳定发光时，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：mgsin 37°＝μmgcos 37°＋，解得v＝5 m/s；导体棒产生的感应电动势E＝BLv，电路电流I＝，灯泡消耗的功率P＝I2R，解得P ＝1 W，故选项B正确。 4．(多选)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的均匀金属棒AB 置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中， 磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒 在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不 计。下列说法正确的是( ) A．金属棒中电流从B流向A B．金属棒两端电压为Bωr2 C．电容器的M板带负电D．电容器所带电荷量为CBωr2 【答案】AB 【解析】根据右手定则可知金属棒中电流从B流向A，选项A正确；金属棒转动产生的电动势为E＝Br＝ Bωr2，切割磁感线的金属棒相当于电源，金属棒两端电压相当于电源的路端电压，因而 U＝E＝Bωr2，选 项B正确；金属棒A端相当于电源正极，电容器M板带正电，选项C错误；由C＝可得电容器所带电荷量 为Q＝CBωr2，选项D错误。 5.(多选)如图所示，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在垂直纸面向里的匀强磁场内，已知磁感应强度 B＝0.5 T，导体棒ab、cd的长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N。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。则在ab上升时，下列说法正确的 是( ) A．ab受到的拉力大小为2 N B．ab向上运动的速度为2 m/s C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能 D．在2 s内，拉力做功为0.6 J 【答案】BC 【解析】对导体棒cd分析：mg＝BIl＝，代入数据解得v＝2 m/s，故选项B正确；对导体棒ab分析：F＝ mg＋BIl＝0.2 N，选项A错误；在2 s内拉力做功转化为ab棒的重力势能和电路中的电能，电能等于克服 安培力做的功，即W ＝F vt＝＝0.4 J，选项C正确；在2 s内拉力做的功为W ＝Fvt＝0.8 J，选项D错 电 安 拉 误。 6．(多选)如图所示，相距为d的两水平虚线L 和L 分别是水平向里的匀强磁场的上下两个边界，磁场的磁 1 2 感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L