第2章 2 习题课3 电磁感应中的动力学及能量问题-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册人教版（课时作业）

色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 知能达标训练 「基础巩固] 1.(多选)如图所示，有两根和水平方向成a角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻 R,下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B,一根质量为m的金 属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度m, 则() g A.如果B增大，m将变大 B。如果a变大，m将变大 C.如果R变大，m将变大 D.如果m变小，0m将变大 解析在金属杆由静止开始滑下的过程中，金属杆就是一个电源，与电阻R构成一个 回路：其受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得 mg sin a-B2L2vR=ma 所以金属杆由静止开始做加速度减小的加速运动，当a=0时，即mng sin a=B2L2vR, 此时达到最大速度0m,可得0m=mgR sin aB.2L2,故由此式知选项B、C正确。 答案BC 2如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属 棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强 磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内， 力F做的功与安培力做的功的代数和等于() A.棒的机械能增加量 B。棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D,电阻R上产生的热量 解析棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力。根据功能关系可知，力F与安培力 做的功的代数和等于棒的机城能的增加量，选项A正确。 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 答案A 3.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长，置于垂直纸 面向里、边界为N的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方 向均垂直于MN。第一次b边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1,通过线框导 体横截面的电荷量为91：第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2,通过 线框导体横截面的电荷量为2，则() XXX A.21>Q2,91=92 B.Q1>Q2,q1>92 C.01=Q2,91=92 D.2=02,91>92 解析根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q=积=F =2abB2wRle=B2SRlb,同理Q2=B2SRle,又1b>lhe,故Q1>Q2:因q=l1=E)Rt=4R, 故1=9，国此A正确。 答案A 4如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B。正方形金属框abcd可绕光滑轴 OO转动，边长为L,总电阻为R,ab边质量为m,其他三边质量不计，现将abcd拉至水平 位置，并由静止释放，经一定时间到达竖直位置，b边的速度大小为，则在金属框内产生 热量大小等于() A.mgL-mv22 B.mgL十mv22 C.mgL-mv22 D.mgL+mv22 解析金属框绕光滑抽转下的过程中机械能有损失但能量守恒，损失的机械能为 mgL-mv22,故产生的热量为mgL-v22,选项C正确。 答案C 5如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里， 磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下 边水平，线圈从水平面a开始下落。己知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的 距离。若线圈下边通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为 F、F.和Fa,则() 独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 x×xxb 股餐文餐文 这.×.×..d A.Fa>F>F B.F.<F<F C.F>F>Fa D.F<F<F 解析线圈在a处自由下落，到b点速度=2ghab,受安培力F,=B2I2vbR,线圈全 部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，F。=O,线图继续加速，由于线园上下 边界很短，故a=2bv十2ghbd>b,d点处所受安培力为Fa=B2I2vdR,故F<F。<Fa,选 项D正确。 答案D 6.(多选)用一段横截面半径为六电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径 为R(R)的圆环。圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴 线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为， 忽略其他影响，则() 磁铁 俯视图 侧视图 A此时在圆环中产生了（俯视）顺时针方向的感应电流 B.圆环因受到了向下的安培力而加速下落 C.此时圆环的加速度a=B2vpd D.如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度m=