2019-2020年高考物理总复习 专题10 电磁感应中的动力学和能量问题分组训练（含解析）

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1、2019-2020年高考物理总复习专题10电磁感应中的动力学和能量问题分组训练（含解析）A组　电磁感应中的动力学问题1．如图7所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是(　　)图7【答案】B【解析】设闭合S时，ab的速度为v，则E＝BLv，I＝＝F安＝BI

2、L＝若F安＝＝mg，则选项A可能．若F安＝mg，则选项D可能．2．(xx·南京质检)如图8所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1.用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后(　　)图8A．金属棒ab、cd都做匀速运动B．金属棒ab上的电流方向是由b向aC．金属棒cd所受安培力的大小等于2F/3D．两金属棒间距离保持不变【答案】BC【解析】对两金属棒ab、cd进行受

3、力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab速度小于金属棒cd速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，A、D错误，B正确；以两金属棒整体为研究对象有：F＝3ma，隔离金属棒cd分析：F－F安＝ma，可求得金属棒cd所受安培力的大小F安＝F，C正确．因此答案选B、C.B组　电磁感应中的能量问题3.如图9所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种

4、情况相比较，这个过程(　　)图9A．安培力对ab棒所做的功不相等B．电流所做的功相等C．产生的总内能相等D．通过ab棒的电荷量相等【答案】AC【解析】光滑导轨无摩擦力，导轨粗糙的有摩擦力，动能最终都全部转化为内能，所以内能相等，C正确；对光滑的导轨有mv＝Q安，对粗糙的导轨有mv＝Q安′＋Q摩，Q安≠Q安′，则A正确、B错；q＝It＝＝，且s光>s粗，所以q光>q粗，D错．4.(xx·河源质检)如图10所示，竖直放置的两根平行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且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装

5、置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内(　　)图10A．棒的机械能增加量等于F做的功B．棒的动能增加量等于F做的功C．棒的重力势能增加量小于F做的功D．安培力做负功【答案】CD【解析】金属棒在F作用下加速上升，受到竖直向下的重力和安培力作用，且重力和安培力都做负功，棒的机械能的增加量等于F与安培力的合力所做的功，A选项错误，D选项正确；根据动能定理，棒的动能增加量等于F、重力与安培力三个力的合力所做的功，B选项错误；棒的重力势能增加量应该等于克服重力所做的功，由于棒是加速上升的，F肯定大于重

6、力，因此，F所做的功一定大于克服重力所做的功，因此棒的重力势能增加量小于F所做的功，C选项正确．C组　“杆＋导轨”模型应用5.一个闭合回路由两部分组成，如图11所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，下列说法中正确的有(　　)图11A．圆形导线中的磁场，方向向上且均匀减弱B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsinθC．回路中的感应电流为D．圆形导线中

7、的电热功率为(r＋R)【答案】BC【解析】根据左手定则，导体棒上的电流从b到a，根据电磁感应定律可得A项错误；根据共点力平衡知识，导体棒ab受到的安培力大小等于重力沿导轨向下的分力，即mgsinθ，B项正确；根据mgsinθ＝B2Id，解得I＝，C项正确；圆形导线的电热功率等于I2r＝()2r＝r，D项错误．6．(xx·江苏模拟)两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，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．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直

8、于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计．现让ab杆由静止开始沿导轨下滑．图12(1)求ab杆下滑的最大速度vm；(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R