第二章专题探究七 电磁感应中的动量与能量问题-【学霸黑白题·黑题】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（教科版）

专题探究七电磁感应中的动量与能量问题 黑题 专题强化练 限时：75min 题型1电磁感应中的动量问题 (2)若导轨很长，分析a、b棒最后的运动状态. 1.(2021·贵州遵义质检)（多选）如图所示，在 足够大的光滑水平面上，有相距为d的两条水 平的平行虚线，两虚线间有方向竖直向下的 匀强磁场，磁感应强度为B.正方形线圈abcd 边长为L(L<d),质量为m,电阻不为0，初始 时线圈在磁场一侧，当cd边刚进入磁场时速 度为u,ab边刚进人磁场时速度为2，线圈 abcd全部离开磁场时速度为y3,整个过程中 线圈cd边始终与磁场边界平行且线圈与光滑 3.如图所示，两根足够长的光滑平行金属导 水平面接触，则下列说法正确的是( 轨MN、PQ与水平面成30°角，其电阻不计，间 距为1.长度也为l的金属杆a、b用细线连接， 质量分别为m和2m,两杆的总电阻为R.沿导 轨向上的外力F作用在杆a上，使两杆垂直 导轨静止.整个装置处在垂直于导轨平面向上 v+03 的匀强磁场中，磁感应强度为B,重力加速度 A.v1、w2w3的关系为= 2 为g.现将细线烧断，保持F不变，金属杆a、b B.西的关系为，= 始终与导轨垂直并接触良好.求： 2 (1)外力F的大小： C.线圈进入磁场过程中，通过导线横截面的 (2)细线烧断后，任意时刻杆a与b运动的速 电荷量为g= m(v1-v3） 度大小之比： BL (3)杆a、b分别达到的最大速度的大小 D.线圈进入磁场过程中，通过导线横截面的 电荷量为q= m("2-'3） BL 2.如图所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨， 30 置于垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两 2230 根质量相同的导体棒α和b,与导轨紧密接触 且可自由滑动.先固定a,释放b,当b的速度 达到10m/s时，再释放a,经过1s后，a的速 度达到12m/s,则： (1)此时b的速度大小是多少？ 第二章黑白题45 4.如图所示，在水平面上有两条导轨MN、PQ,导 题型2电磁感应中的能量问题 轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面 6.(多选)如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强 向里，磁感应强度的大小为B,两根完全相同 磁场垂直于斜面向上，恒力F拉动金属杆ab 的金属杆1、2间隔一定的距离摆放在导轨上， 从静止开始沿导轨向上滑动，金属杆与导轨 且与导轨垂直.它们的电阻均为R,两杆与导 接触良好，导轨光滑.从静止开始到b杆达到 轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不 最大速度的过程中，恒力F做功为W,ab杆克 计.杆1以初速度。滑向杆2，为使两杆不相 服重力做功为W,ab杆克服安培力做功为 碰，则杆2固定与不固定两种情况下，分别求 W2,ab杆动能的增加量为△E,电路中产生的 出最初摆放两杆时的最小距离，并求出其最 焦耳热为Q,ab杆重力势能的增加量为△E。,则 小距离之比 A.W=Q+W1+W2+△Ek+△E。 B.W=Q+W1+W2+△E C.W=Q+△E+△E。 D.W2=Q,W,=△E 5.(2021·广东深圳期末)如图是一种电梯突然 失控下落时的保护装置.在电梯后方墙壁上交 替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区 域宽1.6m,高0.5m,磁感应强度大小均为 (第6题) (第7题)》 0.5T电梯后方固定一个100匝矩形线圈，线 7.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所 圈总电阻为82，高度为1.5m,宽度略大于磁 示.抛物线的方程为y=x2,其下半部处在一个 场.已知某次电梯运行试验中电梯总质量为 水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=α 2400kg,g取10m/s2,忽略摩擦阻力.当电梯 的直线（如图中的虚线所示）.一个质量为m 失去其他保护，由静止从高处突然失控下落 的小金属块从抛物线y=b(b>a)处以速度) 时，求： 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块 (1)电梯下落速度达到2.5m/s时，线圈内产 在曲面上滑动的过程中产生的总的焦耳热是 生的感应电流大小 (2)电梯可达到的最大速度； (3)若电梯下落4.5m,达到最大速度的 ,此 A.mgb B. 过程所用时间. C.mg(b-a) D.mg(b-a)+m 8.（2021·四川巴中模拟)（多选）宽度为L、足 够长的光滑金属框架固定在竖直平面内，磁 感应强度为B的匀强磁场垂直于框架平面， 框架底端接有电阻R.质量为m的金属杆以初 速度。沿着杆竖直向上运动，经过时间t后速 选择性必修第二册：JK黑白题46 度大小又变为v_0，t时间内杆发生位移x。杆与10.如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边 框架始终接触良好，不计框架与杆的电阻，忽界与地面平行，磁场区域宽度为L=0.1m，磁 略空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正场间距为2L，一正方形金属线框质量为m