第3部分 高频考点12 电磁感应的动量与能量问题（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】旧教材老高考物理专题辅导与训练

享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 高频考点12电磁感应的动量与能量问题 [对应学生用书P142] 1.(多选)2022济南二模)如图所示，水平面上有一组平行但宽度不同的固定导轨，分界 线PQ、MN位于水平面内且均与导轨垂直，PQ左侧导轨间距是右侧导轨间距的2倍。PQ 左侧和MN右侧有方向垂直水平面、等大反向的匀强磁场，PQ和N之间是距离d=1m的 无磁场区域。两根完全相同的导体棒CD,EF均平行PQ静止放置在导轨上，导体棒质量均 为m=02kg。给导体棒CD施加一水平向右、大小为F=10N的恒力，当导体棒CD运动s =0.5m时撤去恒力F,此时两导体棒的速度大小均为=1ms。己知导体棒CD运动到Pg 前两导体棒的速度均已稳定。当导体棒EF的速度大小为2=02ms时，导体棒CD刚好运 动到MW并进入右侧磁场区域。整个过程中导体棒EF始终在MN的右侧导轨上运动，两导 体棒始终与轨道接触良好且不会碰撞。除导体棒电阻外不计其他电阻，忽略一切摩擦，导轨 足够长，取重力加速度g=10ms2,下列说法正确的是() C↑BP A,恒力F作用过程中，导体棒EF上产生的焦耳热为1.6J B.撤去拉力F后，导体棒CD在左侧水平轨道上稳定速度的大小为0.5m/s C.导体棒CD从PQ运动到MN过程中，导体棒EF位移的大小为1.3m D.导体棒CD最终速度的大小为115ms 解析恒力F作用过程中，根据能量守恒可得回路中产生的总焦耳热为Q总=Fs一2 12m21=4.8J,由于RcD=2Rm,可知导体棒EF上产生的焦耳热为Qar=13Qs=1.6J,A 正确：撤去拉力F后，当导体棒CD与导体棒EF在磁场中产生的电动势大小相等，方向相 反时，两导体棒的速度达到稳定，设稳定时导体棒CD的速度为cD,导体棒EF的速度为？， 右侧导轨间距为L,左侧导轨间距为2L,则有B2L0cD=BLDE,从撒去拉力F到导体棒速度 稳定，对导体棒CD,根据动量定理可得一BI·2Lt=0c0一1。对导体梓EF,根据动量定 理可得一BIL1=忆g-mW1,联立解得0cD=13m/s,gr=23ms,B错误；导体棒CD从PO 运动到MN过程中做匀速直线运动，所用时间为t=vCD=3s导体棒EF做加速度减小的减 速运动，位移应满足xg<vEF+v221=232X3m=1.3m,C错误：导体棒CD从MN进入右侧 磁场区城，导体棒CD与导体棒EF组成的系统满足动量守恒，当两导体棒达到共速时，两 导体棒达到最终稳定状态，根据动量守恒可得WcD2=2o共，解得V共=vCD-v22=132 ms=115m/s,D正确。 答案AD ◆独家授权侵权必究· 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2XXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 R x xBx X父× d-- F↑ N R (多选)如图所示，电阻不计的两平行光滑金属导轨固定在竖直平面内，导轨上、下两端 分别连接阻值为R1=0.62、R2=1.22的定值电阻，两导轨之间的距离为L=1m。矩形区域 abcd内存在磁感应强度大小为B=1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离 为m1=1.5m。在cd下方有一垂直于导轨、长为L的导体棒MN,其质量为m=2kg,电阻为 r=0.12,最初MN与cd之间的距离为h2=2m,导体棒在竖直向上的恒力F=28N的作用 下由静止开始运动。己知MN与导轨始终垂直且接触良好，取g=10ms2。则导体棒MN在 磁场中运动的过程中()】 A.导体棒MN两端的电势差Uaw=0.8V B.导体棒MW的热功率为6.4W C.R1上产生焦耳热的最大值为8J D.流过R2的电荷量的最大值为1C 解析导体棒N在恒力F作用下向上匀加速的进入磁场，设进入磁场时速度为？，由 牛顿第二定律F-mg=ma,运动过程有2=2ah2,代入可解得v=4m/s。进入磁场，导体棒 切割磁感线，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律E=BL=4V,电路中R1与R2的并 联电阻为R=R1R2R1十R2=0.42,导体棒MN的电流I=ER+r=40.5A=8A,则F=BL+ g=F十8，可知进入磁场后导体棒匀速运动，产生的电动势恒定，电流恒定，则导体棒 MN两端的电势差Uo=RR十rE=0.40.5×4V=32V,A错误：导体棒MN的热功率为P =Pr=82×0.1W=6.4W,B正确：导体棒通过磁场所用时间t=h1v=1.54s=38s,R1上产 生焦耳热的最大值为Qa=UMN2R11=3.220.6×38J=6.4J,C错误：流过R2的电荷量的最大 值为92=R1R1+R2q总=13It=13X8×38C=1C,D正确，故选BD。 答案BD 3.(多选) 0×××2L