微专题15　动量观点在电磁感应中的应用 练习-2024年高考物理一轮复习

微专题15　动量观点在电磁感应中的应用 一、 单项选择题 1．如图所示，一质量为2m的足够长的光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc边平行且和长为L的bc边垂直，整个金属框电阻可忽略．一根阻值为R、质量为m的导体棒MN置于金属框上，装置始终处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．给金属框向右的初速度v0，运动时MN始终与金属框保持接触且与bc边平行．则整个运动过程中(　　) A．感应电流方向为M→b→c→N→M B．导体棒的最大速度为 C．通过导体棒的电荷量为 D．导体棒产生的热量为mv 2．(2022·汕头金山中学)如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1∶2，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒单位长度的电阻相同，不计导轨电阻，用水平的大小不变的力F向右拉CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的热量为Q，此时AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法中正确的是(　　) A．v的大小等于 B．撤去拉力F后，AB棒的最终速度大小为v，方向向右 C．撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为v，方向向右 D．撤去拉力F后，整个回路产生的热量为mv2 3．如图所示，水平面上固定两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R，质量均为m，铜棒平行静止在导轨上且与导轨接触．对铜棒a加一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法中正确的是(　　) A．回路中的最大电流为 B．铜棒b的最大加速度为 C．铜棒b获得的最大速度为 D．回路中产生的热量为 4．(2022·山东青岛二模)如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，两导轨间距L＝0.2 m，电阻R＝0.4 Ω，导轨上放一长度L＝0.2 m、质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属棒ab，导轨电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．t＝0时，用外力F沿水平方向拉金属棒，使金属棒由静止开始运动，运动过程中理想电压表的示数U随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A．金属杆做变加速直线运动 B．拉力F的最小值为1 N C．拉力F的功率保持不变 D．0～4 s内安培力的冲量大小为0.8 N·s 二、 多项选择题 5．如图所示，两光滑平行金属导轨位于同一水平面上，导轨间距为L，左端与一阻值为R的电阻连接；整个系统置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.一质量为m、电阻为r的导体棒垂直于导轨以初速度v0向右滑动，经过t停在导轨上，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触．导轨电阻不计，此过程中，下列说法中正确的是(　　) A．电阻产生的热量为 B．电阻产生的热量为 C．通过电阻的电荷量为 D．通过电阻的电荷量为 6．如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平、垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度B＝2.5 T．正方形单匝金属线框在磁场上方h＝0.45 m处，质量为0.1 kg，边长为0.4 m，总阻值为1 Ω.将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为2 m/s，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.则下列说法错误的是(　　) A．cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9 W B．匀强磁场区域的高度为0.65 m C．穿过磁场的过程中线框电阻产生的热量为0.65 J D．线框通过磁场上边界所经历时间为0.3 s 三、计算题 7．如图所示，质量M＝0.3 kg的U形光滑金属框abcd静置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直，且ab和dc边足够长，电阻不计，bc边的长度l＝1.0 m，电阻R1＝0.4 Ω.质量m＝0.2 kg的导体棒MN靠挡桩X、Y置于金属框上，导体棒的电阻R2＝0.1 Ω.装置始终处于竖直向下的B＝0.5 T的匀强磁场中，MN与金属框保持接触，且与bc边保持平行． (1) 用水平的大小不变的力F＝1 N向右拉动金属框，求运动过程中，金属框稳定后的速度大小． (2) 对导体棒MN加水平向左的瞬时冲量I＝2 N·s，求导体棒从开始运动到稳定运动的过程中产生的焦耳热． 8．如图所示，宽度为L＝0.5 m的光滑导轨固定在水平地面上，水平部分足够长，光滑倾斜部分与水平面的夹角为30°，两部分在PQ处平滑连接．导轨水平部分MN右侧区域有竖直方向的匀强磁场；倾斜部分有与导轨所在斜面垂直的匀强磁场．(图中均未画出)两处磁场的磁感应强度大小都为B＝2 T，导体棒ab