微专题14　电磁感应中的动力学和能量问题 练习-2024年高考物理一轮复习

微专题14　电磁感应中的动力学和能量问题 一、 单项选择题 1．如图所示，空间存在—有边界的水平方向匀强磁场，磁场上下边界的间距为L.一个边长也为L的正方形导线框在位置Ⅰ获得向上的初速度后进入磁场沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终保持水平．当导线框到达位置Ⅱ后，经过一段时间回到初始位置Ⅰ.则导线框(　　) A．上升过程加速度减小，下落过程加速度增大 B．上升过程加速度减小，下落过程加速度减小 C．上升过程加速度增大，下落过程加速度增大 D．上升过程加速度增大，下落过程加速度减小 2．如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场，MN的左侧有一个质量m＝0.1 kg 的矩形线圈abcd，bc边长L1＝0.2 m，电阻R＝2 Ω.t＝0时，用一大小不变的拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示．则下列说法中错误的是(　　) 甲 乙 A．t＝0时大小不变的拉力大小为0.05 N B．线圈在第2 s内的加速度大小为1 m/s2 C．线圈ab边长L2＝0.5 m D．在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C 3．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻．质量为m、电阻为r的金属棒在磁场上边界上方某处由静止释放，金属棒和导轨接触，导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示．不计导轨的电阻，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b B．金属棒刚进磁场时一定做加速运动 C．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为 D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为R 4．(2022·韶关综合测试一)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成θ角，上端接入阻值为R的电阻．导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触．不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨下滑过程中(　　) A．金属棒ab一直做加速运动 B．通过电阻R的电流方向为从Q到N C．金属棒ab的最大加速度为g sin θ D．电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的重力势能 二、 多项选择题 5．如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直．ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略．一根电阻不为0的导体棒MN置于金属框上，用水平的大小不变的力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持接触，且与bc边保持平行，经过一段时间后(　　) A．金属框和导体棒速度相等 B．金属框和导体棒加速度相等 C．导体棒所受安培力不变 D．金属框的加速度不变 6．如图所示，相距为L的两条足够长的平行倾斜且光滑的金属导轨底端连接有一定值电阻R，导轨倾斜角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m、电阻均为R的相同金属棒a和b垂直放在导轨上，棒b上方有垂直于导轨的卡柱，使其不上滑．让金属棒a在一沿斜面向上的力的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，棒b始终没动，若重力加速度为g，导轨电阻不计．下列说法中正确的是(　　) A．回路中的总电阻为3R B．棒a的最小速度为 C．F做功功率等于回路中的热功率 D．当棒a速度为 时，棒b受到卡柱的弹力为 mg sin θ 7．(2022·惠州第三次调研)如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上，上方磁场区域Ⅰ中磁感应强度随时间均匀增加，下方磁场区域Ⅱ为匀强磁场，磁场方向均垂直斜面向上，中间为无磁场区域．电阻不变的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行．运动过程中金属棒与导轨接触．在第一次下行和上行的过程中，以下说法中正确的是(　　) A．金属棒下行过b时的速度可能等于上行过b时的速度 B．金属棒下行时先匀加速，后做加速度变小的减速运动 C．金属棒能回到无磁场区 D．金属棒不能返回到a处 8．(2022·广东省下学期开学模拟)如图所示，平行金属导轨光滑并且固定在水平面上，导轨一端连接电阻R，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m的金属棒ab在水平的大小不变的力F作用下由静止向右滑动，除电阻R外其他的电阻都不计，则(　　) A．棒从静止到最大速度过程中，棒的加速度不断增大 B．棒从静止到最大速度过程中，棒克服安培力所做的功等于棒的动能的增加量和电路中