第二章 专题 电磁感应中的动力学、能量和动量问题 同步练习-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

电磁感应中的动力学、能量和动量问题练习　 一、选择题 1.如图所示，两根光滑平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有灯泡A。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使金属棒ab以一定的初速度v开始向右运动，此后(　　) A．棒ab做匀减速运动直到停止 B．棒ab中的感应电流方向由b到a C．棒ab所受的安培力方向水平向右 D．灯泡A逐渐变亮 2.(多选)如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面(纸面)垂直，磁场的上、下边界(虚线)均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。若导线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，导线框下落的速度大小可能(　　) A．始终减小 B．始终不变 C．始终增加 D．先减小后增加 3. (多选)如图所示，在某一空间中存在方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B。有两根相同的导体棒a和b平行放置在一对竖直的光滑平行金属导轨上，导轨间距为l，电阻不计，与导体棒接触且与其所组成的平面垂直于磁场。若每根导体棒的质量为m，电阻为R，相距足够远。现将a棒固定，给b棒施加一个竖直方向的恒力F，则(　　) A．若F＝mg，方向向上，则b仍静止 B．若F>mg，方向向上，b棒速度可能会大于 C．若F＝0，b棒速度可能等于 D．若F＝mg，方向向下，b棒速度可能会大于 4.如图所示，相隔一定高度的两水平面间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、边长为d的单匝正方形金属框从磁场上方某处自由落下，恰好能匀速穿过磁场区域，已知金属框平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且金属框上、下边始终与磁场边界平行，不考虑金属框的形变，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则金属框穿过磁场的过程中，下列说法正确的是(　　) A．金属框中电流的方向先顺时针后逆时针 B．金属框所受安培力的方向先向上后向下 C．金属框穿过磁场所用时间为t＝ D．金属框所受安培力做功为W＝2mgd 5.(多选)如图所示，水平放置的足够长光滑导轨，其间距为l，不计导轨电阻，左边接有电阻R，有匀强磁场竖直向下穿过导轨平面，直导体棒垂直导轨放置，直导体棒有效电阻为r，并与导轨接触良好。若直导体棒在水平恒力F作用下由静止开始运动，导体棒始终垂直导轨，位移为d时，撤去恒力F，直导体棒继续运动最终停止。下列关于这一过程的说法正确的是(　　) A．整个过程合力对直导体棒做的功为零 B．减速过程做加速度恒定的匀减速运动 C．直导体棒运动的最大速度一定为 D.整个过程中电阻R产生的热量为 6．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μ，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mgh D．金属棒产生的焦耳热为mg(h－μd) 7.(多选)如图甲所示，光滑斜面倾角为θ，在矩形区域EFHG内存在着垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为R的正方形匀质金属框abcd从斜面上磁场上方某处静止释放，图乙是金属框沿斜面开始下滑直到底端的vt图像，金属框下滑过程中ab边始终与EF平行，GH到底端的距离大于金属框边长，则(　　) A．释放金属框时ab边与磁场上边界EF距离为v0t1 B．金属框的边长为v0(t2－t1) C．金属框通过磁场的过程产生的焦耳热为mgv0(t2－t1)sin θ D．释放金属框的位置越高，金属框通过磁场的过程产生的焦耳热越大 8.(多选)如图所示，光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计，重力加速度为g，则(　　) A．金属杆返回到底端时的速度大小为v0 B．金属杆上滑到最高点的过程中克服安培力与克服重力做功之和等于mv C．上滑到最高点的过程中电阻R上产生的热量等于mv－mgh D．金属杆两次通过轨道上的同一位置时