专题4.20 电磁感应中的能量问题（提高篇）-2021年高考物理100考点模拟题千题精练（选修3-2和原子物理）

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2） 第四部分 电磁感应 专题4.20 电磁感应中的能量问题（提高篇） 一．选择题 1． (2020·湖州调研)如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，用导线与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，两导轨间距为l，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值相等，都等于R，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，有(　　) A．棒中感应电流的方向由a到b B．棒所受安培力的大小为 C．棒两端的电压为 D．棒动能的减少量等于其重力势能的增加量与电路上产生的电热之和 2.（6分）（2019湖南长郡中学等四校5月模拟）如图所示，在竖直面内有方向垂直纸面向里、高度为h的有界匀强磁场，磁场上、下边界水平。将边长为l（l＜h）、质量为m的正方形金属线框abcd从磁场上方某处由静止释放，设ab边通过磁场上边界和磁场下边界时的速度分别为v1和v2；cd边通过磁场下边界时的速度为v3．已知线框下落过程中ab边始终水平、ad边始终竖直，下列说法正确的是（　　） A．若v1＝v2，则一定有v2＞v3 B．若v1＞v2，则一定有v2＞v3 C．若v1＝v2，从ab离开磁场到cd离开磁场的过程中，线框内产生的焦耳热为mgh D．从ab进入磁场到cd离开磁场的过程中，线框内产生的焦耳热为mgh+mv12﹣mv32 3．（２0１9江西赣州期末）如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中ab＝cd＝L，ab边接有定值电阻R， cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，使两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（ ） A．.初始时刻cd边所受安培力的大小为 B．. 线框中产生的最大感应电流可能为 C．.cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于 D．.在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为 4．(2016·山东德州二模)(多选)如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，电阻忽略不计，导轨间距离为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上，a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定。开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则b杆达到最大速度时(　　) A．b杆受到弹簧的弹力为 B．a杆受到的安培力为 C．a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q D．弹簧具有的弹性势能为－2Qmvmv2－－mv 5．(2016·河南八校联考)(多选)如图所示，正方形金属线圈abcd平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速度v匀速运动，线圈边长为L，电阻为R，质量为m，有一边界长度为2L的正方形磁场垂直于传送带，磁感应强度为B，线圈穿过磁场区域的过程中速度不变，下列说法中正确的是(　　) A．线圈穿出磁场时感应电流的方向沿abcda B．线圈进入磁场区域时受到水平向左的静摩擦力，穿出区域时受到水平向右的静摩擦力 C．线圈经过磁场区域的过程中始终受到水平向右的静摩擦力 D．线圈经过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为 6．（6分）（2019安徽师大附中最后一卷）图中四个物体由金属圆环组成，它们所用材质和圆环半径都相同，2环较细，其余五个粗环粗细相同，3和4分别由两个相同粗环焊接而成，在焊点处沿两环环心连线方向割开一个小缺口（假设缺口处对环形、质量和电阻的影响均不计）．四个物体均位于竖直平面内．空间存在着方向水平且与环面垂直、下边界为过MN的水平面的匀强磁场.1、2、3的下边缘均与MN相切，4的两环环心连线竖直，小缺口位于MN上，已知圆环的半径远大于导线的直径．现将四个物体同时由静止释放．则（　　） A．1先于2离开磁场 B．离开磁场时2和3的速度相等 C．在离开磁场的过程中，1和3产生的焦耳热一样多 D．在离开磁场的过程中，通过导线横截面的电量，1比4多 二．计算题 1． (15分) （2020江苏常州期末）如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MV、PQ，间距L＝0.2 m，其电阻不计．完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触．已知两棒质量均为m＝0.01 kg，电阻均为R＝0.2 Ω，棒cd放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平