2025人教版高中物理选择性必修第二册强化练习题（有解析）--专题强化练7 电磁感应中的能量与动量问题

中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理选择性必修第二册 专题强化练7　电磁感应中的能量与动量问题 题组一　电磁感应现象中的功能关系 1.(2024江苏苏州测试)如图所示,竖直放置的平行金属导轨之间接有定值电阻R,金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,金属棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场内,磁场方向与导轨平面垂直,金属棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,下列说法错误的是 (　　) A.克服重力做的功等于金属棒的重力势能的增加量 B.克服安培力做的功等于电阻R上释放的热量 C.恒力F做的功等于金属棒的动能增加量与电阻R上释放的热量之和 D.恒力F与安培力做的功的代数和等于金属棒机械能增加量 2.(经典题)(2024福建漳州期中)如图所示,相同材料、横截面积相等的导线制成的单匝正方形线框A和线框B,边长之比为2∶1,在外力作用下以相同速度匀速进入匀强磁场,在线框A和线框B进入磁场的过程中,下列说法正确的是　 (　　) A.线框A和线框B中感应电流之比为2∶1 B.通过线框A和线框B导线横截面的电荷量之比为1∶1 C.线框A和线框B产生的热量之比为2∶1 D.线框A和线框B所受外力做功的功率之比为2∶1 3.(2024山东临沂期中)如图甲所示,左侧接有定值电阻R=1.5 Ω的水平平行且足够长的光滑导轨处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,导轨间距L=1 m。一质量m=1 kg、接入电路的阻值r=0.5 Ω的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的v-x图像如图乙所示。若金属棒与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则金属棒从静止开始向右运动位移x=1 m的过程中,下列说法正确的是 (　　) 　　 A.通过电阻R的电荷量为0.25 C B.金属棒克服安培力做功为0.5 J C.电阻R产生的焦耳热为0.125 J D.金属棒做加速度减小的变加速运动 题组二　电磁感应与动量的综合 4.(2023陕西师大附中模拟预测)如图所示,在光滑水平面上有一根通有恒定电流I的长直导线,用同种均匀材料做成的单匝线框A、B平铺在水平面上。A是边长为a的正方形,B是长边长为2a的长方形。瞬间关闭恒定电流I,假设线框不会与长直导线碰撞,A、B最终获得的动量之比为 (　　) A.3∶8　　　　B.3∶4　　　　C.1∶4　　　　D.9∶16 5.(多选题)(2023江西临川一中期中)如图,足够长的平行光滑金属导轨M、N固定在水平桌面上,导轨间距离为L,垂直导轨平面有竖直向下的匀强磁场,以CD为分界线,磁感应强度大小左边为2B,右边为B,两导体棒a、b垂直导轨静止放置,a棒距CD足够远,已知a、b棒质量均为m,长度均为L,电阻均为r,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,现使a获得一瞬时水平速度v0,在两棒运动至稳定的过程中(a棒还没到CD分界线),下列说法正确的是 (　　) A.a、b系统机械能不守恒 B.a、b系统动量守恒 C.a棒稳定时的速度为0.2v0 D.导体棒a产生的焦耳热为 6.(经典题)(2024湖北襄阳期中)两根光滑且足够长的固定平行金属导轨MN、PQ水平放置,导轨的间距为L=1 m,两根导体棒ab和cd垂直导轨放置且与导轨接触良好,如图所示。导体棒的质量均为m=1 kg,接入电路的电阻均为R=2 Ω,其余电阻不计,磁感应强度大小为B=1 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。开始时,ab棒静止,给cd棒一水平向右的初速度v0=2 m/s,设两导体棒在此后的运动过程中始终不接触。 (1)求开始运动瞬间cd棒的加速度大小; (2)求两导体棒在运动中最终产生的焦耳热; (3)在两棒整个的运动过程中,求导体棒ab和cd在水平导轨间扫过的面积之差。 7.(2023江苏南京期中联考)如图甲所示,两根间距为L=1.0 m、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°,导轨底端接入一阻值为R=2.0 Ω的定值电阻,所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为m=0.2 kg ... ...