精品解析：12.4 专题　电磁感应中的动力学和能量问题 （练）-2024届高考物理一轮复习

第十二章 电磁感应 专题　电磁感应中的动力学和能量问题 课时作业 1. 如图所示，间距大小为0.5m的平行导轨竖直放置，导轨上端与电阻R连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小0.2T的匀强磁场。现将质量0.1kg的导体棒从虚线上方h1处由静止释放，进入磁场时恰好以速度做匀速直线运动，匀速运动2s后给导体棒施加一竖直向上的恒力大小为2N，并且由于磁感应强度发生变化回路中不再产生感应电流，再经过0.2s导体棒的速度减为零。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度大小为10m/s2，关于导体棒由静止释放到速度减为零的过程，下列说法正确的是（　　） A. 匀速运动速度为2m/s B. 自由下落的高度为2m C. 回路中磁通量的最大值为0.4Wb D. 回路中产生的焦耳热为4J 2. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻．质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示。不计导轨的电阻，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为 B. 金属棒刚进磁场时一定做加速运动 C. 金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为 D. 金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为 [2023·黑龙江大庆市质检] 3. 如图所示，在两光滑水平金属导轨上静止放置a、b两根导体棒，整个装置处于竖直向下匀强磁场中、用水平恒力F拉动a棒，在运动过程中，a、b棒始终与导轨接触良好，若不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A. 拉力F做的功等于a、b棒增加的动能与a、b棒中产生的焦耳热之和 B. 安培力对b做的功等于b棒增加的动能与b棒中产生的焦耳热之和 C. 安培力对a、b棒做功的代数和的绝对值等于a、b棒中产生的焦耳热之和 D. a棒克服安培力做的功等于b棒增加的动能与b棒中产生的焦耳热之和 4. 如图甲所示，两间距为L的平行光滑金属导轨固定在水平面内，左端用导线连接，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，一根长度也为L、电阻为R的金属棒放在导轨上，在平行于导轨向右、大小为F的恒力作用下向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，金属棒运动的加速度与速度关系如图乙所示，不计金属导轨及左边导线电阻，金属导轨足够长，若乙图中的、均为已知量，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒的质量为 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 当拉力F做功为W时，通过金属棒横截面的电量为 D. 某时刻撤去拉力，此后金属棒运动过程中加速度大小与速度大小成正比 [2021·山东·高考真题] 5. 如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（　　） A. 金属棒下行过b时速度大于上行过b时的速度 B. 金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度 C. 金属棒不能回到无磁场区 D. 金属棒能回到无磁场区，但不能回到a处 6. 如图所示，两根间距为d的光滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的右端接有电阻R，整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒与两导轨垂直且接触良好，金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒返回时先做加速运动，最后做匀速直线运动 B. 导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量 C. 导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功 D. 导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生热量 [2021·全国甲卷·21] 7. 由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（　　） A. 甲和乙都加速运动 B. 甲和乙都减速运动 C. 甲加速运动，乙减速运动 D. 甲减速运动，乙加速运动 [2022·全国乙卷·24] 8. 如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条