课时跟踪检测(49) 电磁感应中的动量问题（Word练习）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

1/7 多学科网书城▣ 品牌书店，知名教辅，正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（四十九） 电磁感应中的动量问题 1.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，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vO3BL C.ab棒最终的速度为230 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89m2 解析：选C当cd棒向右运动时，受向左的安培力，ab棒受向右的安培力，且FM=2Fb, 可知两棒组成的系统合外力不为零，则系统动量不守恒，选项A错误：c棒获得速度后， 电路中产生感应电流，cd棒减速，ab棒加速，当BL=2BLa时，电路中磁通量不变，没 有感应电流，最终两棒做匀速直线运动，由动量定理得一2BLt=2ma一2mw,BLt= m0ab,得a十ab=%,联立解得b=23,0a=13,因q=t,可得q=2mv03BL,B 错误，C正确；从cd棒获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为Q=12: 2mw2-12mb2-122ma2,解得Q=23m2,D错误。 2.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、表示，回路中的电流用1表示。下列图 像中可能正确的是() ◆独家授权侵权必究 2/7 色学科网书城▣ 品牌书店，知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 B D 解析：选A导体棒ab向右运动，切割磁感线，产生感应电流（逆 d B 时针，导体棒ab受安培力F作用，速度减小，导体棒cd受安培力F '作用，速度变大。如图所示。两导体棒之间的速度差私D=一2逐渐减小，整个系统产生 的感应电动势逐渐减小，感应电流非均匀变化。当两棒的速度相等时，回路上感应电流消失， 两棒在导轨上以共同速度做匀速运动。系统的动量守恒，则m=2m?其，？共=V02。故A 正确，C、D错误。导体棒cd受变力作用，加速度逐海减小，其H图像应该是曲线，枚B 错误。 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, 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、水平向右的初速度，同时使导体棒b获得大小为2、水平向右的初速 度，下列结论正确的是() A.该时刻回路中产生的感应电动势为3BL0 B.该时刻导体棒a的加速度为B2L2vOmR C.当导体棒a的速度大小为3v02时，导体棒b的速度大小也是3v02 D.运动过程中通过导体棒a电荷量的最大值gm=mv0BL 解析：选C根据右手定则可知两根导体棒切割磁感线产生的感应电动势方向相反，故 该时刻回路中产生的感应电动势E=BL2%一BL=BL,A错误；在该时刻，回路中的感 应电流I=E2R=BLv02R,导体棒a所受安培力大小F=BIL=ma,可得a=B2L2v02mR, B错误；由于两导体棒整体在水平方向动量守恒，当导体棒a的速度大小为302时，根据 动量守恒定律得m2十m%=m3v02十m,解得=3v02,C正确：由上解析知)共=3v02, ◆独家授权侵权必究· 3/7 色学科网书城▣ 品牌书店，知名教辅·正版资源 ■b2XXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 对a由动量定理有安t=m?共一m,而由安培力公式得安=BL,通过导体棒a电荷量 的最大值gm=M=mv02BL,D错误。 4.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破场中，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%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2mv0RB2d2 C.整个过程中，电阻R上产生的焦耳热为12m2 D.整个过程中，导体棒的平均速度大于02 解析：选B导体棒向右运动过程中一直受到向左的安培力作用，即安培力一直做负功， 选项A错误；由动量定理可知一dBM=0一m,其中·=△④At2R1=△中2R,△中=