专题4.10 电磁感应中的动力学问题（基础篇）-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4.10 电磁感应中的动力学问题（基础篇） 一．选择题 1．（6分）（2019吉林长春四模）如图所示，两光滑金属导轨平行地固定在绝缘水平面上，两导轨间距为d，左端接阻值为R的电阻。两导轨处在一竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场中。一个直径也为d、质量为m的导体圆环放在两导轨上。圆环与两导轨始终接触良好，不计圆环和导轨的电阻。圆环在与导轨平行的水平恒力F作用下，由静止开始运动距离s后速度达到v。下列说法正确的是（　　） A．圆环速度达到v时，电阻R两端的电压U＝Bdv B．圆环速度达到v时，圆环受到的安培力F＝ C．整个过程中通过R的电荷量q＝ D．整个过程中电路中产生的热量Q＝Fs﹣mv2 2．　(2018·东北三校联考)(多选)如图3所示，M、N为同一水平面内的两条平行长直导轨，左端串联电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动。在运动过程中，金属杆的速度大小为v，R上消耗的总能量为E，则下列关于v、E随时间变化的图象可能正确的是(　　) 图3 3.（2017广西五市考前联考）.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ，间距为L，电阻不计，两导轨构成的平面与水平面成θ角。金属棒ab、cd用绝缘轻绳连接，其电阻均为R，质量分别为2m和m。沿斜面向上的力作用在cd上使两棒静止，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，将轻绳烧断后，保持F不变，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则 A．轻绳烧断瞬间，cd的加速度大小a=gsinθ B．轻绳烧断后，cd做匀加速运动 C．轻绳烧断后，任意时刻两棒运动的速度大小之比vab∶vcd=1∶2 D．棒ab的最大速度vabm= 二．计算题　 1. (14分) （2020山东泰安期末）如图所示，倾角 ，间距L=0.1m的足够长光滑金属导轨底端接有阻值R=0.16 的电阻，不计其它电阻。质量m=1kg的金属棒ab始终垂直导轨。以O为原点，建立如图所示方向沿导轨向上的坐标轴 。在0.2m≤ ≤0.8m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。棒出在沿 轴正方向的外力F作用下从 =0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v与位移 满足v=k ，加速度a与速度v满足 ， 值为 。当棒ab运动至 处时，电阻R消耗的电功率P=0.16W。重力加速度为g=10m／s2。(sin37°=0.6)求： (1)磁感应强度B的大小； (2)0≤ ≤0.8m范围内外力F位移 变化的关系式； (3)在棒ab穿过磁场运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。 2．（15分）（2020江苏高考仿真模拟2）如图所示，一折角θ=450的导体框架水平固定放置，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，一根足够长的截面均匀的导体棒放在导体框架上。t=0时导体棒与O点的距离为l0。此时在外力作用下以初速度v0开始运动，已知导体棒中的感应电流与时间的关系是I=10+kt(I0与k均为常量且已知)，在 时刻，导体棒的电功率为P。除导体棒外，其余各部分电阻均不计。求： （1）试推导出导体棒的速度随时间的变化关系； （2）在 时刻，导体棒与O点的距离； （3）磁感应强度。 3. （2020湖南长沙期末）如图所示，固定于水平面上的足够长的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B0=2T，柜架的左端串有阻值为R=5Ω的定值电阻，框架的宽度L=0.5m，质量m=0.05kg，电阻不计的金属棒MN与导轨垂直并良好接触，金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒在F=0.5N的水平恒力作用下由静止开始沿框架向右运动，最后达到稳定速度。重力加速度大小为g，导轨的电阻不计。求： （1）金属棒开始运动瞬间的加速度大小； （2）金属棒达到的稳定速度大小； （3）金属棒达到稳定速度后，某时刻的位置GH到框架左端的距离为x=7.5m，并将该时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，使金属棒中不产生感应电流，则t=2s时磁感应强度B为多大？ 4．（20分）（2019河南天一大联考6）如图所示，间距为L的两光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨右端接有一阻值为R的电阻，导轨足够长。在垂直导轨的虚线cd右側存在一磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面竖直向上的匀强磁场。现将一长度为ム、质量为m、阻值也为R的金属杆ab置于虚线cd的左侧，且用该金属杆的中心位置沿水平方向压缩固定在水平地面上的轻质弹簧（弹簧与杆不粘连），当弹簧的弹性势能为Ep时，由静止释放金属杄。已知弹簧恢复到原长时金属杆还未进