高考物理大一轮复习课时规范练34电磁感应现象中的动力学+Word版含解析.doc

课时规范练34电磁感应现象中的动力学、动
量和能量问题
基础对点练
1.(多选)(动力学问题)(2018·广西防城港模拟)如图所示,等边闭合三角形线框,开始底边与匀强磁场的边界平行且重合,磁场的宽度大于三角形的高度,线框由静止释放,穿过该磁场区域,不计空气阻力,则下列说法正确的是()
A.线框进磁场过程中感应电流为顺时针方向
B.线框底边刚进入和刚穿出磁场时线圈的加速度大小可能相同
C.线框出磁场的过程,可能做先减速后加速的直线运动
D.线框进出磁场过程,通过线框的电量不同
,磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流为逆时针方向,故A错误;线框底边刚进入瞬间,速度为零,产生的感应电动势为零,下落加速度为g,完全进入磁场后下落加速度为g,随着下落速度的增大,出磁场时产生的安培力可能等于2mg,此时减速的加速度大小可能为g,故B正确;线框出磁场的过程,可能先做减速运动,随着速度减小,切割长度变短,线框受到的安培力减小,当小于重力后线框做加速的直线运动,故C正确;线框进、出磁场过程,磁通量变化相同,所以通过线框的电量相同,故D错误。

所以BC正确,AD错误。

2.(多选)(能量问题)(2018·山西三区八校二模)如图所示,相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m,电阻为R。

将线框在磁场上方高h处由静止释放,ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等。

则在线框全部穿过磁场的过程中()
A.ab边刚进入磁场时ab两端的电势差为BL
B.感应电流所做功为mgd
C.感应电流所做功为2mgd
D.线框最小速度为v=
,有:mgh=mv2,ab边刚进入磁场时,有:E=BLv,U=BLv,解得:U=,故选项A错误;根据能量守恒研究从ab边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程:动能变化为0,重力势能转化为线框产生的热量,Q=mgd,ab边刚进入磁场时速度为v0,ab边刚离开磁场时速度也为v0,所以从ab边刚穿出磁场到cd边离开磁场的过程,线框产生的热量与从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的过程产生的热量相等,所以线圈从ab边进入磁场到cd边离开磁场的过程,产生的热量Q'=2mgd,感应电流做的功为2mgd,故B错误,C正确;因为进磁场时要减速,即此时的安培力大于重力,速度减小,安培力也减小,当安培力减到等于重力时,线圈做匀速运动,全部进入磁场将做加速运动,设线圈的最小速度为v m,知全部进入磁场的瞬间速度最小。

由动能定理,从ab
边刚进入磁场到线框完全进入时,则有:=mgL-mgd,又=mgh,综上所述,线圈的最小速度为,故D正确。

3.(多选)(动量综合问题)(2018·山东临沂期末)如图所示,水平面上有相距为L的两光滑平行金属导轨,导轨上静止放有金属杆a和b,两杆均位于匀强磁场的左侧,让杆a以速度v向右运动,当杆a与杆b发生弹性碰撞后,两杆先后进入右侧的磁场中,当杆a刚进入磁场时,杆b的速度刚好为a的一半。

已知杆a、b的质量分别为2m和m,接入电路的电阻均为R,其他电阻忽略不计,设导轨足够长,磁场足够大,则()
A.杆a与杆b碰撞后,杆a的速度为,方向向右
B.杆b刚进入磁场时,通过b的电流为
C.从b进入磁场至a刚进入磁场时,该过程产生的焦耳热为mv2
D.杆a、b最终具有相同的速度,大小为
a与杆b发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒得
2mv=2mv1+mv2,·2mv2=·2m,解得v1=,v2=v,即杆a的速度为,方向向右,故A正确;杆b
刚进入磁场时,通过b的电流为I=,故B正确;从b进入磁场至a刚进入磁场时,由能量守恒得该过程产生的焦耳热为Q=m(v1)2=mv2,故C正确;a进入磁场后,视ab为系统,动
量守恒,则有2mv1+m·v1=(2m+m)v3,解得v3=v,即杆a、b最终具有相同的速度,大小为v,故D 错误;故选ABC。

素养综合练
4.(2018·湖北黄冈中学模拟)如图所示,质量为m=0.5 kg、电阻为r=1 Ω的轻杆ab可以无摩擦地沿着水平固定导轨滑行,导轨足够长,两导轨间宽度为L=1 m,导轨电阻不计,电阻R1=1.5 Ω,R2=3 Ω,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1 T。

杆从x轴原点O以水平速度
v0=6 m/s开始滑行,直到停止下来。

下列说法不正确
．．．的是()
A.a点电势高于b点电势
B.在杆的整个运动过程中,电流对电阻R1做的功为9 J
C.整个运动过程中,杆的位移为6 m
D.在杆的整个运动过程中,通过电阻R1的电荷量为2 C
,a点电势高于b点电势,选项A正确;设总电流为I,则ab、电阻R1和R2上
的电功率之比:I2r∶I2R1∶I2R2=3∶2∶1,由能量关系可知: mv2=Q r+Q R1+Q R2,解得Q R1=3 J,选项B 错误;由动量定理可知:BL·ΔI=BLq=mv0,解得q= C=3 C,则通过R1的电荷量为q=2 C,
选项D正确;由q=,其中R=Ω+1 Ω=2 Ω,解得x=6 m,选项C正确;此题选择不正确的选项,故选B。

5.(多选)(2018·辽宁大连二模)如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上,水平虚线PQ下方有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度为B。

正方形闭合金属线框边长为l,质量为m,电阻
为R,放置于PQ上方一定距离处,保持线框底边ab与PQ平行并由静止释放,当ab边到达PQ时,线框速度为v0,ab边到达PQ下方距离d(d>l)处时,线框速度也为v0,下列说法正确的是()
A.ab边刚进入磁场时,电流方向为a→b
B.ab边刚进入磁场时,线框做加速运动
C.线框进入磁场过程中的最小速度可能等于
D.线框进入磁场过程中产生的热量为mgd sin θ
,ab边刚进入磁场时,电流方向为a→b,故A正确。

当ab边到达L时,线框速度为v0,ab边到达L下方距离d处时,线框速度也为v0,知线框进入磁场时做减速运动,完全进入磁场后做加速运动,则ab边刚进入磁场时,做减速运动,加速度方向向上,故B错误。

线框从进入磁场到完全进入的过程中,做减速运动,完全进入的瞬间速度最小,此时安培力大于重力沿斜面
方向的分力,根据E=Blv,I=,F A=BIl,根据F A≥mg sin θ,有≥mg sin θ,解得v≥,即线框
进入磁场过程中的最小速度可能等于,故C正确。

对线框进入磁场的过程运用能量守恒定律得,mgd sin θ=Q,故D正确。

故选ACD。

6.(2018·江苏南京调研)如图所示,电阻不计、间距为l=1.0 m的光滑平行金属导轨,水平放置于磁感应强度B=1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R=1.5 Ω,质量为
m=1.0 kg、电阻为r=0.5 Ω的金属棒MN置于导轨上,始终垂直导轨且接触良好。

当MN受到
垂直于棒的水平外力F=2.0 N的作用,由静止开始运动,经过位移x=1.55 m,到达PQ处(图中未画出),此时速度为v=2.0 m/s。

求:
(1)金属棒在PQ处所受磁场作用力大小;
(2)金属棒在PQ处的加速度大小;
(3)金属棒在运动中回路产生的总热能。

.0 N(2)1.0 m/s2(3)1.1 J
速度为v=2.0 m/s时,回路的电动势E=Blv
产生的电流I=
则磁场对金属棒的安培力F A=BIl==1.0 N
(2)由牛顿第二定律:F-F A=ma,解得a=1.0 m/s2
(3)由能量关系可知:Fx+W=mv2,解得W=-1.1 J
棒克服安培力做的功等于回路产生的热能,即为1.1 J
7.(2018·湖南宜章模拟)如图所示,一质量为m,边长为h的正方形金属线框abcd自某一高度由静止下落,依次经过两匀强磁场区域,且金属线框bc边的初始位置离磁场B1的上边界的高度为,两磁场的磁感应强度分别为B1和B2,且B1=2B0,B2=B0(B0已知),两磁场的间距为H(H未知,但H>h),线框进入宽度为h的磁场B1时,恰好做匀速运动,速度为v1(v1已知),从磁场B1中穿出后又以v2匀速通过宽度也为h的磁场B2。

(1)求v1与v2的比值;
(2)写出H与h的关系式;
(3)若地面离磁场B2的下边界的高度为h,求金属线框下落到地面所产生的热量。

(用m、h、g表示)
∶4(2)H=(3)4mgh
金属线框分别进入磁场B1和B2后,做匀速运动,由平衡条件有BIh=mg①
又金属线框切割磁感线,则I=②
联立①②得v=
所以。

③
(2)金属线框进入磁场B1前和离开磁场B1后到进入磁场B2前,都是做只在重力作用下的运动,由运动学公式有
=2g·④
=2g(H-h)⑤
联立③④⑤得H=。

⑥
(3)产生的热量等于克服安培力做功,Q=BIh·4h⑦
联立①⑦得Q=4mgh。

8.(2018·福建福州期末)如图所示,电阻不计的两光滑金属导轨相距L,放在水平绝缘桌面上,半径为R的四分之一的圆弧部分处在竖直平面内,水平直导轨部分处在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面边缘平齐。

两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。

棒ab的质量为2m,电阻为r,棒cd的质量为m,电阻为r,重力加速度为g。

开始时棒cd静止在水平直导轨上,棒ab从光滑圆弧顶端无初速度释放,进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动,最后两棒都离开导轨落到地面上。

棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为3∶1,求:
(1)棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小;
(2)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热;
(3)棒cd在水平导轨上的最大加速度。

棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小分别为:;
(2)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热为mgR;
(3)棒cd在水平导轨上的最大加速度为:。

设ab棒进入水平导轨的速度为v1,ab棒从圆弧导轨滑下机械能守恒,
由机械能守恒定律得:2mgR=·2m,
离开导轨时,设ab棒的速度为v1',cd棒的速度为v2',ab棒与cd棒在水平导轨上运动,系统动量守恒,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:2mv1=2mv1'+mv2',
依题意可知:v1'>v2',两棒离开导轨做平抛运动的时间相等,
由平抛运动水平位移:x=vt可知:v1'∶v2'=x1∶x2=3∶1,
解得:v1'=,v2'=;
(2)根据能量守恒,两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为:
Q=·2m-(·2mv1'2+mv2'2),解得:Q=mgR;
(3)ab棒刚进入水平导轨时,cd棒受到的安培力最大,此时它的加速度最大,
设此时回路的感应电动势为E,E=BLv1,
感应电流:I=,
cd棒受到的安培力为:F cd=BIL,
根据牛顿第二定律,cd棒的最大加速度为:a=,
解得:a=。

经典语录
1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。

2、我有没有跟你说过爱是我不变的信仰，我有没有告诉过你爱就是永远把一个人放在心上。

3、我们生活在同一个温暖的水域，也许偶尔会被水草缠绕，但因为彼此温暖的呼吸，相信都不会是死结。

如果我说我爱你，我一直爱你，不知道你会不会相信？
4、恋爱就是这么突如其来的一件事，从开始到慢慢进行，每一个细节都不可思议百转千回。

5、爱情只是宿命摆下的一个局。

6、幸福是什么。

幸福，是照射在脸上的温暖阳光，瞬间就成了阴影。

7、我独自守候着岁月的轮回，等待那千年的梦。

蓦然回首，青春的花，在那烟雨蒙蒙中遗失了心，却在这和煦阳光下找到了魂。

终于了悟了那埋藏已久的心。

于是，我轻轻的笑了。

8、人犹如深海里浮浮沉沉，一波一波的海水带着压力冲过来，要将自己深深地淹没，再淹没。

9、爱情如果只剩下同情，就算回到身边，又有何意义？
10、友情其实和爱情一样，很多的时候，距离才可以让彼此懂得。

11、爱一个人不是要拥有他，只要在远方默默地注视他，也就心满意足。

12、有一种隐忍其实是蕴藏着的一种力量，有一种静默其实是惊天的告白。

13、孤单不是与生俱来，而是由你爱上一个人的那一刻开始。

14、结婚时，会说“我愿意”。

愿意什么呢？不是愿意爱你，而是愿意只爱你。

不是愿意和你在一起，而是愿意只和你一起。

不是愿意得到你，而是愿意为你而放弃别人。

不是愿意接受幸福，而是愿意给你幸福。

这句“我愿意”，是个天大的承诺，代表唯一、忠诚和责任……你愿意么？
15、希望的未来那么遥远，不想面对的将来总是不期而遇，对未来抱有不切实际幻想，以及对未来残酷认识不足，使人产生上面判断，对影响未来主要因素的变化判断准确，就能把握事物未来结果，采取行动应对，能使未来向好，既便困难到来，也会有所准备使损害最小，应对未来有效手段是立足当下，采取行动。

16、一句我等你，不知道需要多大的勇气。

它远比我爱你三个字，更需要勇气。

不是每个人你都愿意等待，也不是所有人都值得你去等待。

一句我等你，包含了很多的无奈，心酸，苦涩。

或许是爱不到，或许是不能爱，无论怎样，我等你这个承诺，远比我爱你更动听。

可是有多少的爱情经得起等待。