课时作业56 电磁感应中的动力学和能量问题-（课时作业）【红对勾讲与练】2024版新高考物理大一轮复习全新方案

第十章 电磁感应 3 课时作业56 电磁感应中的动力学和能量问题 - 1.(2022·广东韶关综合测试一) 如图所示,两根足够长的平行 光滑金属导轨 MN、PQ 间距 为L,与水平面成θ角,上端接 入阻值为R 的电阻。导轨平面区域有垂直导 轨平面向上、磁感应强度为B 的匀强磁场,质 量为m 的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑, 并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计 导轨及金属棒ab的电阻,重力加速度为g,则 金属棒ab沿导轨下滑过程中 ( ) A.金属棒ab将一直做加速运动 B.通过电阻R 的电流方向为从Q 到N C.金属棒ab的最大加速度为gsin θ D.电阻R 产生的焦耳热等于金属棒ab减少的 重力势能 2.(2022·湖南新高考第一次联考)(多选)如图 甲所示,质量为m、电阻为R 的单匝圆形线框 用细线悬挂于A 点,线框半径为r,虚线 MN 过圆心O,细线能承受的最大拉力为F0。从某 时刻起,在MN 上方加垂直纸面向里的匀强磁 场,磁感应强度大小按图乙规律变化。在t0 时 刻、细线恰好被拉断,线框向下运动,穿出磁场 时的速度为v,重力加速度为g,以下说法正确 的是 ( ) A.细线断裂前瞬间线框中的电功率为 π2r4B20 4Rt20 B.细线断裂后瞬间线框加速度大小为 F0 m-g C.线框离开磁场的过程中线框中产生的焦耳 热为1 2mv 2-mgr D.线框穿出磁场过程中通过导线横截面的电 荷量为 B0πr2 2R 3.(2022· 湖 南 岳 阳 第 一 次 质 监)(多选)如图,MN、PQ 两 条平行的光滑金属轨道与水 平面成θ角固定,轨间距为L,空间存在匀强磁 场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强 度为B。P、M 间所接电阻阻值为R,质量为 m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其有效电 阻为r。现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距 离s时,达到最大速度。若轨道足够长且电阻 不计,重力加速度为g,则 ( ) A.流过金属杆ab的电流方向为b→a B.金属杆ab运动的最大速度为mgRsin θ B2L2 C.金属杆ab 从静止到最大速度的过程中,通 过金属杆的电荷量为BLs R+r D.金属杆ab从静止到最大速度的过程中,安培 力所做的功为mgssin θ-m 3g2(R+r)2sin2 θ 2B4L4 4.(2022·山东济南模拟)如图所 示,在水平虚线下方存在方向 垂直纸面向外的匀强磁场,磁 感应强度大小为B。磁场上方某高度处有一 个正方形金属线框,线框质量为m,电阻为R, 边长为L。某时刻将线框以初速度v0 水平抛 出,线框进入磁场过程中速度不变,运动过程 中线框始终竖直且底边保持水平。磁场区域 足够大,忽略空气阻力,重力加速度为g,求: (1)线框进入磁场时的速度v; (2)线框进入磁场过程中产生的热量Q。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -489- hh 5.(2022·北京房山区一模)一个质 量为m,边长为l,电阻为R 的正 方形导线框abcd,从某一高度自 由下落,如图所示。其下边框ab 进入匀强磁场区域时的速度为 v,线圈开始做匀速运动,直到其上边框dc 也 进入匀强磁场为止。重力加速度为g,求: (1)线框自由下落的高度h; (2)匀强磁场的磁感应强度B; (3)线框在进入匀强磁场过程中产生的焦耳 热Q。 6.(2022·天津第一次模拟)如图是 一种电梯突然失控下落时的保护 装置示意图。在电梯后方墙壁上 交替分布着方向相反的匀强磁场, 每块磁场区域宽1.6 m,高0.5 m, 磁感应强度大小均为0.5 T。电 梯后方固定一个100匝矩形线圈,线圈总电阻 为8 Ω,高度为1.5 m,宽度略大于磁场。已知 某次电梯运行试验中电梯总质量为2 400 kg, g 取10 m/s2,忽略摩擦阻力。当电梯失去其 他保护,由静止从高处突然失控下落时,求: (1)电梯下落速度达到2.5 m/s时,线圈内产 生的感应电流大小; (2)若电梯下落4.5 m时速度达到6 m/s,此