第十二章 课时跟踪练59 电磁感应中的五大经典问题(二)（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练59　电磁感应中的五大经典问题(二) 基础应用练 1．(2022·山东淄博一模)如图甲所示，磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，线圈中产生感应电动势，其E-t 关系如图乙所示。如果只将刷卡速度改为2v0，则线圈中E-t 的关系可能是(　　) A　解析：根据感应电动势的公式E＝BLv可知，其他条件不变时，感应电动势与导体的切割速度成正比，只将刷卡速度改为2v0，则线圈中产生的感应电动势的最大值将变为原来的2倍，磁卡通过刷卡器的时间t＝与速率成反比，所用时间变为原来的一半，A正确。 2.(多选)如图所示，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(　　) AC　解析：棒ab以初速度v0向右滑动，切割磁感线产生感应电动势，使整个回路中产生感应电流，判断可知棒ab受到方向与v0方向相反的安培力的作用而做变减速运动，棒cd受到方向与v0方向相同的安培力的作用而做变加速运动，它们之间的速度差Δv＝v1－v2逐渐减小，整个系统产生的感应电动势逐渐减小，回路中的感应电流逐渐减小，最后变为零；即最终棒ab和棒cd的速度相同，v1＝v2，两相同的光滑导体棒ab、cd组成的系统在足够长的平行金属导轨上运动时不受外力作用，由动量守恒定律有mv0＝mv1＋mv2，解得v1＝v2＝，A、C正确。 3．(2022·黑龙江大兴安岭实验中学模拟)如图所示，在空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，以逆时针方向电流为正，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图像是下图中的(　　) D　解析：当线框进入左边磁场时，由右手定则可判断感应电流沿逆时针方向，设线框的速度为v，线框切割磁场的边长为l，电阻值为R，此时电流I1＝；线框所受安培力F＝BI1l，根据左手定则可判断方向水平向左。当线框开始进入右边磁场区域时，有两条边同时切割磁感线，回路电动势E＝2Blv，电流I2＝，为顺时针方向；线框两条边所受安培力的方向都是向左，故安培力方向一致为正，所以线框整体的安培力F2＝2BI2l＝4F1，如图所示，D正确。 4.如图所示，水平金属导轨左右两部分的宽度分别是L和2L，导轨处在垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度的大小为B，两根导体棒M、N的质量分别为m和2m，有效电阻分别是R和2R，垂直于导轨放置在其左右两部分上，不计导轨电阻，两部分导轨都足够长，M、N与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若N在水平力作用下向右做匀速运动，而M恰好保持静止，则N做匀速直线运动的速度和水平拉力的大小分别是(　　) A．，2μmg B．，4μmg C．，4μmg D．，3μmg B　解析：设N做匀速直线运动的速度为v，产生的感应电动势E＝B×2Lv＝2BLv，电路中的电流I＝＝；两根棒的受力如图所示，M恰好保持静止，则μmg＝BIL，解得v＝；N做匀速直线运动，则F＝2μmg＋BI×2L，解得F＝4μmg，B正确。 素养提升练 5.(2021·北京卷)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 (　　) A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．电阻R消耗的总电能为 D．导体棒克服安培力做的总功小于mv02 C　解析：导体棒向右运动，根据右手定则可知电流方向为b→a，再根据左手定则可知，导体棒受到向左的安培力，假设导体棒运动过程中的速度为v，则导体棒中产生的感应电动势为E＝BLv，感应电流为I＝＝，故安培力为F＝BIL＝，根据牛顿第二定律有F＝ma，可得a＝v，因此随着速度的减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，A、B错误；根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为Q＝mv02，因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则电阻R上产生的热量为QR＝Q＝，C正确；整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于mv02，D错误。 6.(多选)(2022·河北卷)如图所示，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd三段直导轨组成，其中b