专题提升九 电磁感应中的动力学与能量问题 (分值:100分) 选择题1~7题,每小题11分,共77分。 对点题组练 题组一 电磁感应中的动力学问题 1.(2024·湖北十堰期末)如图所示,绝缘水平面上有两条足够长的平行光滑长直导轨,导轨左端接有阻值为R的电阻,电阻值为r的金属棒AB垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好,其他电阻不计。两导轨间存在竖直向下的匀强磁场。给AB以水平向右的初速度v0并开始计时,下面四幅反映AB的速度v随时间t变化规律的图像中,可能正确的是 ( ) A B C D 2.如图所示,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。有一磁感应强度为B的垂直导轨平面向里的匀强磁场,宽度为l,ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆,开始时,将开关S断开,让杆ab由静止开始自由下落,经过一段时间后,再将开关S闭合,若从开关S闭合开始计时,则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像不可能是下列选项中的 ( ) A B C D 3.(多选)如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均与磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。若导线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,导线框下落的速度大小可能 ( ) 始终减小 始终不变 始终增加 先减小后增加 题组二 电磁感应中的能量问题 4.(2024·福建三明市期末)如图所示,回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向外,导体棒AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑,下滑过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好。设回路的总电阻恒定为R,当导体棒AC从静止开始下落后,下列叙述中正确的是 ( ) 导体棒下落过程中,感应电流方向从A流向C 导体棒下落过程中,受到的安培力方向竖直向下 导体棒下落过程中,机械能守恒 导体棒下落过程中,重力势能转化为导体棒增加的动能和回路中增加的内能 5.(多选)如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可以忽略不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,且上升的高度为h,重力加速度为g,在这一过程中 ( ) 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 恒力F与安培力的合力所做的功等于零 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 6.(多选)如图所示,相距1 m的两平行金属导轨(电阻不计)固定在绝缘水平面上,导轨的左端与阻值为1 Ω的定值电阻相连,空间存在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为1 kg的导体棒置于导轨上,在大小为5 N、方向水平向右的水平力作用下沿导轨匀速向右滑动,导体棒滑动过程中始终与导轨垂直并接触良好。导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g=10 m/s2,导体棒接入电路的电阻为1 Ω。下列说法正确的是 ( ) 导体棒的速度大小为6 m/s 通过定值电阻的电流为2 A 定值电阻消耗的热功率为9 W 该水平力做功的功率为12 W 综合提升练 7.(多选)如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L,上端用一电阻R相连,该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h后保持静止,滑行过程中克服摩擦做的功为Wf。若运动过程中金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计,重力加速度为g。关于金属杆上滑过程,下列说法正确的是 ( ) 通过电阻R的电荷量为 金属杆中的电流方向由a指向b 金属杆克服安培力做功等于m-mgh ... ...
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