课时作业(11) 培优课五 电磁感应中的动力学、能量和动量问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课时作业（十一）培优课五 电磁感应中的动力学、能量和动量问题 答案精解P (建议用时：40分钟) [基础题组练] 1.如图所示，两根光滑平行金属导轨置于水平面内， 导轨之间接有灯泡A.金属棒ab与两导轨垂直并 保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方 向垂直于导轨平面向下，现使金属棒ab以一定的 初速度开始向右运动，此后 A.金属棒的机械能增加量 B.金属棒的动能增加量 C.金属棒的重力势能增加量 D.电阻R上产生的热量 4.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端 A.棒ab做匀减速运动直到停止 接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在 B.棒ab中的感应电流方向由b到a 一个固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨垂直且 C.棒ab所受的安培力方向水平向右 接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强 D.灯泡A逐渐变亮 磁场垂直，磁感应强度方向如图所示.金属棒和导 2.如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻 轨的电阻不计.现将金属棒从轻弹簧原长位置由静 为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d 止释放，则 () (d>.)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框 的一边平行，磁场方向竖直向下.导线框以某一初 速度向右运动.=0时导线框的右边恰与磁场的左 ×X×之×X× ××xL×X× 边界重合，随后导线框进人并通过磁场区域.下列 B v一1图像中，能正确描述上述运动过程的是( A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为4→b C,金属棒的速度为时，所受的安培力大小为F一 分 折人上 D.电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减 少量 5.(多选)如图所示，金属杆ab以恒定的速率u在光 3.如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有 滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R 定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终 (恒定不变)，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强 保持垂直并良好接触且无摩擦，金属棒与导轨的电 磁场中，下列叙述正确的是 () 阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与 导轨平面垂直，金属棒在竖直向上的恒力F作用下 加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的 功的代数和等于 () ·116+ A.ab杆中的电流与速率v成正比 (1)磁感应强度B的大小： B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比 (2)杆在磁场中下落0.1s的过程中，电阻R产生的 C.电阻R上产生的热功率与速率口的二次方成 热量。 正比 D.外力对ab杆做功的功率与速率。成正比 6.如图所示，竖直平面内有足够的平行金属导轨，间 距为0.2m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下 滑动，ab的电阻为0.42，导轨电阻不计，导体ab 的质量为0.2g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁感 应强度大小为0.2T,且磁场区域足够大，当导体ab 自由下落0.4s时，突然闭合开关S,则：(g取10m/s) (1)试说出开关S闭合后，导体ab的运动情况： [能力提升练] (2)导体ab匀速下落的速度是多少？ 8.(多选)如图所示，有两根和水平方向成a(a<90) 角的光滑平行的金属轨道，上端接有滑动变阻器 ××× + R,下端足够长，空间有垂直于轨道平面向上的匀强 磁场，磁感应强度大小为B,一根质量为m、电阻不 计的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时 间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，则 () A.如果B增大，m将变大 B.如果a变大（仍小于90），将变大 C.如果R变大，将变大 D.如果m变小，将变大 7.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置， 9.水平放置的光滑平行导轨上放置一根长为L、质量 导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=32,虚线 为m且与导轨接触良好的导体棒ab,ab处在磁感 ()下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量 应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导 m=0.1kg、电阻r=1的金属杆ab,从O)上方 轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻 某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导 不计.现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直 轨保持良好接触，杆下落过程中的一t图像如图乙 于磁场的方向运动，当通过的位移为x时，ab达到 所示.(g取10m/s)求： 最大速度m,此时撤去外力，最后ab静止在导轨 上.在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是 vm8) 1.0 0.5 00.10.2.3r 甲 ·117. A.撤去外力后，ab做匀减速运动 A.杆的速度最大值为5m/s B.合力对ab做的功为Fx B.流过电阻R的电荷量为2C C.R上释放的热量为Fx+2m6 C.在这一过程中，电阻R上产生的焦耳热为6J D.在这一过程中，克服安培力做的功为6J