2020版高考物理课时检测（六十七）电磁感应中的能量问题（题型研究课）

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1、课时检测(六十七)电磁感应中的能量问题(题型研究课)1．(多选)如图所示，竖直放置的两根平行光滑金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，金属棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升，以下说法正确的是(　　)A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热解析：选AC　因为金属棒匀速上升，所以其所受合

2、力为零，合力做的功为零，故A对；重力做的功等于重力势能变化量的负值，恒力F做的功等于重力势能的变化量与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，故B、D错，C对。2.有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由下落，如图所示，其边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做减速运动，直到其边cd刚好穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，线框在穿越匀强磁场过程中产生的电热是(　　)A．2mgL　　　　　　　　B．2mgL＋mgHC．2mgL＋mgHD．2mgL＋mg

3、H解析：选C　设线框进入磁场的速度为v1，离开磁场的速度为v2，以磁场的下边界为零势能面，线框从开始下落到离开磁场的过程中能量守恒，则mg(H＋2L)＝Q＋mv22，线框从开始下落到ab边进入磁场过程中应用动能定理mgH＝mv12，由题意知v1＝2v2，解得Q＝2mgL＋mgH，故C项正确。3.如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置且固定，导轨平面与水平方向的夹角为θ。在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻。导体棒ab从导轨的最底端以初速度v0冲上导轨，当没有磁场时，ab棒上升的最大高度为H；

4、若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab棒上升的最大高度为h。在两次运动过程中ab棒都与导轨保持垂直，且初速度都相等。则下列说法正确的是(　　)A．两次上升的最大高度有H

5、误；由动能定理知，合力做的功等于ab棒动能的变化量，有、无磁场时，ab棒的初速度相等，末速度都为零，则知ab棒所受合力做的功相等，故B错误；设有磁场时电阻R产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律有mv02＝Q＋mgh，则Q

6、中方式放置。甲线框到磁场左边界的距离为L，在恒力2F作用下由静止开始向右运动；乙线框到磁场左边界的距离为2L，在恒力F作用下由静止开始向右运动。下列说法中正确的是(　　)A．甲线框进入磁场与离开磁场时，感应电流的方向一定相反，安培力的方向也一定相反B．若甲线框进入磁场后恰好做匀速运动，则乙线框进入磁场后一定做减速运动C．甲线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热一定大于乙线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热D．穿过磁场的过程中，通过两线框横截面的电荷量相同解析：选BCD　根据楞次定律知，甲线框进入磁场与离开磁场时感应电流的方

7、向一定相反，而安培力阻碍导体的相对运动，故安培力的方向一定相同，A错误；对甲、乙两线框的受力分析和运动规律分析可知，甲、乙两线框进入磁场时的速度大小相同，则安培力大小相同，若甲线框进入磁场时恰好做匀速运动，说明安培力大小为2F，大于乙线框受到的拉力，则乙线框进入磁场时一定做减速运动，B正确；在进入和穿出磁场的整个过程中，甲线框的安培力均大于乙线框的安培力(进入瞬间安培力大小相等)，而克服安培力做功的位移相同，故甲线框克服安培力做功较多，甲线框产生较多的焦耳热，C正确；通过线框截面的电荷量q＝，磁通量的变化量相同，

8、则通过两线框横截面的电荷量相同，D正确。5.如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为l，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度vm，在