2024届高考物理一轮复习专题练习：11.4电磁感应中的动量和能量问题

11.4电磁感应中的动量和能量问题专题练习 一、选择题 1.半径为L的圆形边界内分布有垂直圆所在平面的磁场，垂直纸面向里的磁感应强度大小为2B，垂直纸面向外的磁感应强度大小为B，如图所示．AEO为八分之一圆导线框，其总电阻为R，以角速度ω绕O轴逆时针匀速转动，从图中所示位置开始计时，用i表示导线框中的感应电流(顺时针方向为正)，线框中感应电流i随时间t变化图象可能是(　　) 2.水平面上放置两个互相平行的足够长的金属导轨，间距为d，电阻不计，其左端连接一阻值为R的电阻．导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.质量为m、长度为d、阻值为R与导轨接触良好的导体棒MN以速度v0垂直导轨水平向右运动直到停下．不计一切摩擦，则下列说法正确的是(　　) A．导体棒运动过程中所受安培力先做正功再做负功 B．导体棒在导轨上运动的最大距离为 C．整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为mv02 D．整个过程中，导体棒的平均速度大于 3.如图所示，两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上，相距为L，另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上，导体棒在长导轨上可以无摩擦地滑动，导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，某时刻使导体棒a获得大小为v0、水平向右的初速度，同时使导体棒b获得大小为2v0、水平向右的初速度，下列结论错误的是(　　) A．该时刻回路中产生的感应电动势为3BLv0 B．该时刻导体棒a的加速度为 C．当导体棒a的速度大小为时，导体棒b的速度大小也是 D．运动过程中通过导体棒a电荷量的最大值qm＝ 4.如图甲所示，半径为1 m的带缺口刚性金属圆环导轨固定在水平面内，在导轨上垂直放置一质量为0.1 kg、电阻为1 Ω的直导体棒，其长度恰好等于金属圆环的直径，导体棒初始位置与圆环直径重合，且与导轨接触良好．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.3，不计金属圆环的电阻，导体棒受到的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.现若在圆环内加一垂直于纸面向里的变化磁场，变化规律如图乙所示，则(　　) A．导体棒中的电流是从b到a B．通过导体棒的电流大小为0.5 A C．0～2 s内，导体棒产生的热量为0.125 J D．t＝π s时，导体棒受到的摩擦力大小为0.3 N 5.如图所示，相距为L的两条足够长的固定光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，下端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小为B。质量为m、有效电阻为r的导体棒垂直放置在导轨上，且以初速度v0沿导轨上滑。上滑到最高点视为过程I，导体棒从最高点返回到初始位置视为过程II。导轨电阻不计，则（　　） A．过程I导体棒运动的时间大于过程II导体棒运动的时间 B．过程I电阻R产生的热量大于过程II电阻R产生的热量 C．过程I重力的平均功率大于过程II重力的平均功率 D．过程I电阻R通过的电荷量大于过程II电阻R通过的电荷量 6. 如图，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(　　) 7.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，高，大小均为。电梯后方固定一个匝矩形线圈，线圈总电阻为，高度为，，宽度略大于磁场。已知某次电梯运行试验中电梯总质量为，忽略一切阻力，重力加速度为。若电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，某时刻电梯下降时，速度为，则（　　） A．下降时，线圈的电动势为 B．下落瞬间电梯的加速度的大小为 C．若电梯与地面的距离足够高，电梯最终的速度为 D．下降过程所需要的时间为 8.如图所示，光滑水平平行导轨置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直水平面向下，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，且导轨两侧均足够长．质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态．ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动．现给cd一水平向右的初速度v0，则(　　) A．两棒组成的系统动量守恒 B．最终通过两棒的电荷量为 C．ab棒最终的速度为v0 D．从cd棒获得初速度到二者稳定运动过程中产生的焦耳热为mv02 9.如图，两根足够长、电阻不计且相距的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为的小灯泡（电阻恒定），两导轨间有一磁感应强度大小为、方向垂直斜面向上的匀强磁场。今将一根长为L、质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接