第十章 专题突破8 动力学、动量和能量观点在电磁学中的应用-2021高考物理【优化探究】一轮总复习课时作业（教科版）

[课时作业·巩固提升]　　　　　　　　　　　　　精选名校试题　考点全面覆盖 [基础题组] 一、选择题 1．如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．ef及线框中导线的电阻不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则(　　) A．ef将减速向右运动，但不是匀减速 B．ef将匀减速向右运动，最后停止 C．ef将匀速向右运动 D．ef将往返运动 解析：ef向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，根据右手定则和左手定则可知，ef受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，由F＝BIL＝＝ma，知ef做的是加速度减小的减速运动，故A正确． 答案：A 2．(多选)(2019·高考全国卷Ⅲ)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是(　　) 解析：导体棒ab运动，切割磁感线，产生感应电流(逆时针)，导体棒ab受安培阻力F作用，速度减小，导体棒cd受安培力F′作用，速度变大，两棒之间的速度差Δv＝v1－v2逐渐减小，整个系统产生的感应电动势逐渐减小，回路中感应电流逐渐减小，两棒所受安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，故ab棒做加速度逐渐减小的减速运动，cd棒做加速度逐渐减小的加速运动，如图所示． 当两棒的速度相等时，回路上感应电流消失，两棒在导轨上以共同速度做匀速运动，两棒在导轨上运动时，不受外力作用，系统的动量守恒，则mv0＝2mv共，v共＝，故A、C正确，B、D错误． 答案：AC 3．(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：因为金属棒匀速上升，所以其所受合力为零，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系统产生的电能之和，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． 答案：AC 4．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；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．已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．两次上升的最大高度有H＜h B．有磁场时ab棒所受合力做的功大于无磁场时合力做的功 C．有磁场时，电阻R产生的焦耳热为mv D．有磁场时，ab棒上升过程的最小加速度为gsin θ 解析：无磁场时，机械能守恒，动能全部转化为重力势能，有磁场时，动能的一部分转化为重力势能，还有一部分转化为整个回路的内能，则有磁场时的重力势能增加量小于无磁场时的重力势能增加量，即h＜H，故A错误；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，故C错误；有磁场时，ab棒上升时受重力、支持力、沿导轨平面向下的安培力，当上升到最高点时，安培力为零，所以ab棒上升过程的最小加速度为gsin θ，故D正确． mv＝Q＋mgh，则Q＜mv 答案：D 二、非选择题 5．(2020·山东泰安上学期期末)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L、质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，两定滑轮间的距离也为L.左斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知斜面及两根柔软轻导线足够长．回路总电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.使两金属棒水平，从静止开始下滑．求： (1)金属棒运动的最大速度vm的大小． (2)当金属棒运动的速度为时，其加速度大小是多少？ 解析：(1)达到最大速度时，