2024届高三物理一轮复习重点突破：专题49电磁感应中的动力学和能量问题

专题49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，在竖直向下的匀强磁场中，间距为L的水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻和导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体棒中电流保持不变 B．导体棒中感应电流的方向为，导体棒刚开始运动时ab间电势差为 C．导体棒克服安培力做的功等于 D．导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率 2．如图甲所示，光滑“∠”形金属支架ABC固定在水平面上，支架处在垂直于水平面变化的均匀分布磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一绝缘轻杆将导体棒与墙固定连接，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（向里为正方向），则（　　） A．t1时刻产生的感应电动势最大 B．t2时刻轻杆对导体棒的作用力为零 C．0到t1时间内回路中产生顺时针方向电流 D．t1到t2时间内，轻杆对导体棒的作用力水平向右 3．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　） A．流过金属棒的最大电流为 B．通过金属棒的电荷量为 C．克服安培力所做的功为 D．金属棒在磁场中做匀减速直线运动 4．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直，阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。时，将开关S由1掷到2。v，F安，i、E感分别表示棒的速度、棒受到的安培力，棒中的电流和感应电动势，下列图像可能正确的是（　　） 5．如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值R的定值电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒从静止开始运动，已知导体棒最大速度为，导体棒从开始运动到刚好达到最大速度过程的位移为x，则下列说法正确的是（　　） A．导体棒运动过程中产生电流由P经电阻R再到M B．力F的大小等于 C．导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程中， 电阻R的产生的热量为 D．导体棒开始运动到刚好达到最大速度所用时间为 6．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A．通过金属棒的电流不断在增大 B．金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为 C．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 二、多项选择题 7．如图所示，ABCD是固定的水平放置的足够长的U形导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一根金属棒ab，突然给棒ab一个水平向右的速度v，ab棒运动一段后最终会停下来，则ab在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较（ ） A．粗糙情况下，安培力对ab棒做的功较多 B．两种情况下，导体棒都做加速度减小的减速运动 C．光滑情况下，通过导体棒的电量较多 D．两种情况下，电流通过整个回路所做的功相等 8．在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，速度为，则下列说法正确的是(　　) A．此过程中通过线框截面的电荷量为 B．此时线框的加速度为 C．此过程中回路产生的电能为 D．此时线框中的电功率为 9．如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L、长度足够长，导轨左端连接一阻值为 R的电阻，整个导轨平面处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒垂直于导轨放置并始终与导轨接触良好，接触点a、b之间的导体棒阻值为2R，零时刻沿导轨方向给导体棒一个初速度v0，经过一段时间后导体棒静止，下列说法中正确的是（　　） A．零时刻导体棒的