第2章 热点强化卷2 电磁感应与动力学、能量的综合-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

热点强化卷2电磁感应与动力学、能量的综合 名线配穿越盛话时的速度征为 P 八线根穿越磁场的过程中，小灯泊产生的耳热为樱山 5,如图所示，在整直平面内的虞线右到有垂直于纸而向外的匀函悠场，一个等阀 《时间：45分钟满分：100分) 直角三角形金属线框（重力不计）在水半利右的拉力作用下匀速进人盈场区城 一，选择题（共10小题，捧小题5分，.共0分） 已知三角形平面斯其与遮场方向手直，三角形一直角边与威场左边界垂直。则 44 1.如图甲所常，闭合金属环周定在农平桌面上，MN为其直径。W右到分布看至直桌面向上的有 免于可路中的电藏！，水平拉力F陆时闻变化的图像，正购的是 界世场，画8皮强度大小随时可变化的关系如图乙所示，已知全属环电阳为1.0口，直径W的长 度为0m,期2=3时 第5延图 5 D 。,如图所不，两恨平行金属导轨置于水平莲内，导轨之到接有电1K,金属伟山与两神物单直并保 脊良好核触，整个装置度在匀强跳场中，威场方向振直干静轨平而向下。观使链塔应强设随时可 第1越围 均匀减小，b给终保特静止，下列说法正确的是 A.M,N两点可的电压为πX0V 民M.N两点可的电压为2x×10V A,站中感应电阖的方向由6到： 品，山中的感应电流逐渐减小 C.环所受安精力的大小为2x×10N D.环所受安塔力的大小为5xX10N 2,如阁所示，本平收置的足够长光惜金属导轨ac每e,b与de平行，x是 C,5新受安培力保持不变 D本所受静摩墨力蓬新减小 以O为调心的保细导轨，凰置加左侧和扇思断x内有方向如图所示的匀 工，如图质示，可为1面的足够长平行号转同定在木平面上，异轨左增接阻值为2的电用。导镜之 强随桥。金属杆(P的)偏与：点用导线相接，P端与调加接触良好。 同有经直向下的匀强磁场，燕盛应强度大小为】T。一质量为1kg的金属杆从左侧水平向右以 初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导我上，若作(P能)点在匀 2m(:的违度进人慰场，在水平外力控下做匀减速运动，】后速寝州好减为零，杆与峰轨闻的 强题务区城内从b到匀速转功时，同路中始桃有电宽，期此过醒中，下列 动摩烟因数为0,1，氢陆任与导就的电阻，重力加违发g取10m,,杆从进人悠场到静止的过智 第2赠图 说法正确的有 中，下列说达正确的是 ( A,杆P产生的感应电网势何定 弘杆P受民的安指力不雯 A.通过电阻的电荷量为1已 且.整个过程中发娟力做功为一1月 C,杆MN做匀加违直线运功 五杆MN中的电流逐乘增大 C,整个过程中水平外力做动为零 几水平外力对金属杆的中量大小为0,5N·8 手3.如图所示，相射为上的两条足够长韵光滑半行全属导机与水平面的冬 发.多选如图所示，由整直圆毫轨道和水平直轨道平带连接组成两第光释平行的金属中轨，导轨间距为 角为》，上装报有足值电阳R,匀)强世场垂直于导轨平面，磁感强度 【=L,?甲。水平宜轨道断在水平面内有遮感应强度B=?T的整直向上的匀强藏场，左端用阳值R 为B,将长为L,面量为w的导体帮由静止释效，当导体棒下带距离 一10的电阻速接，金属棒山收在本平直物道的右油《在酸场内)并始终与导轨接触良好，其长度 《时达列昼大速度，导体彬始终与导绒套直且接触良好，不计导体稀一日 上。一0,2m,建量m,一0,05kg,电阳r=1。景量w,=,1kg的绝泽指d从测置轨追上高出水平 得导物的电阻，重力加速度为及，侧 8 轨道h一Q5m处由静止棒放：与a6硅撞后者在一起雅候运动直，都容止运动的全过程中， 人体修的超大连度为给瓷 第3题周 太与左铜电阳R接触，不计导轨电阻，重力加速度大小为x一10m/s,侧下列银述精误的是() A,碰境后b的量大渔度为2m/ ,导体移的最大加速度为： 全过程中的悦移大小为】.药m C导体将达到最大速度时的电动势为 C,到✉b停止运动时，系晚机失的规械能为0,5J B B到wb停止运动时.通过电阻R的电传量为1.5C D导体棒从华收到下别商4的过型中，进过导体棒的电背量是“ +,如图所示，边长为L,,电阻不计钩单匝正方思金国线程位于经直平面内.连接的小 灯泡的额定功率为P,额定电压为，沉缸及小钉泡的总质量为网，在线相的下方 有一满意场区域，区城宽度为，蓝感应强度方向与线厢平而垂直，其上，下边界 与钱配底边均水平。线躯从图示位置开始山静止下落，下落过程中，线配联边给选 第4题图 第7随用 第名道用 与磁场边界平行，穿越做写的过型中，小灯泡如终正管发光。侧 变，〔多选}如旧甲所示，质量为知=0,1kg,直径为Q4m,电阻为0.12的闭合铜环静止在倾角0一37的 A.有界回好的宽度=2L 相局斜直上，D为钢环的对移塑，D以下部分的钢环处于匀强馨场中，感然应强度B方向看直司 具脂锅的脂墙宝香度位为器 第4题图 面，以华直斜面商下为除场的正方向，B阅时可？雯化的图像如图乙所示，铜环始路探持静止，明环 与斜宿候的动擦因数从一0,8，量大静摩擦力等于滑功摩擦力：取前一，下判说法正跳的是【 37 38 A,=0,ū时洞环中有香藏时针方向的感皮电流（从上向下香） (2)a山南要向上滑动时，d的走度v多大？ 日.1=2时铜环不受安培力 (3)已知从d开始下骨到a的例姿上滑的过醒中，d带动的距离r=3,8世.则此过型中b土 C,=,5·时铜环受到大小为4,8×10N,沿料面向上的安精力 生的热量Q是多少？ 八1一3内调环受到的摩擦力蓬渐减小 1电.（多速）如图甲用示，半行光带金属尿轨蜀定在论缘水平直上，导轨闻距为1m,导轨左端接有阻值 为】的定值电阻，整个华轨处于果直特轨平面创上的匀面世场中，融场的磁络夜强度大小为 !T,质量为1kg的金国银PQ较在导轨上，金属非的电阻为1口，给金属作单加一个平行异轨向 右的卫力，使金属伟从静止形的做加连运动，金属W好动的速度口与运动时可？的关系如图乙压 示，金属排运对过程中终与录转在直。导轨电用不计，金属棒从=0到，=1的过程中，下列说 3,14分)如周为平行光滑金属导航PQM和PQ.M:其中 法正确的是 A,安塔力与时同，成正比 头拉力F与时间：成正比 P,Q,翻P,Q:为r-08m的光滑圆载道.0，和0为对 C,酒过金国佛的比荷量为【C D发培力的冲量大小为0,5N,s 皮网轨道的风心，Q,Q在O():正下方且为调轨道和水平 国 我道的平带连接点，Q:N和QM,为是够长的水平轨道，水 轨道处于琴直向上，B一1T的匀强磁场中。钟轨电L 1脑：两导体棒M,b始终垂直于两导轨几与导轨接触接好位 第13题图 34从 的质量均为1kg,电均为】且，异轨电阻不计，材始时朝，办静止在水平净轨上，心从与调（等高的 PP:处由静量释较，已如丛，在在整个运动约过程中设有发生成撞(g一10出%)，求， (1)论体伟4从Q,Q:迁入随写时，举体伟4中约电慎大小： 第9题图 第16题用 2)异体棒正、6最后的速度大小： 二，非选择题（共4小题，共0分） 3)整个过程中，通过吊体棒6的电横量为多少性 11,(10分)如图所示，N,PQ是再条水平戴置的平行光滑导轨，其用 值可以忽略不计，学轨可距∠.=1,0曲，匀强畅岳直学转平面向下 藏塔应强度出=1,0×10T。长度L=1,0m的金属杆乐直于导 物般置，与导角接领良好，接触点分糕为4，b,金属杆的电目下 么0，在导轨的左鳄连接有电阻R,R,-阻值R,一R。-,0D,金 国杆在外力作用下以v一3.0ms的速度向右匀离运动。求： (1)通过金属杆的电流大小： 第11题图 14,(15分)两限足够长的平行金属导转N (2)电阳R,上每分钟产生的想量Q 定于可一水平面内，两导轨到的距离为 【,保转上黄直故置内根导体棒证和， 雷是图如图甲所示。和6两根绿体棒 的质展分别为2M,m,和b两根千体棒 的电阻分别为2R,R,可路中其余部登 的电阳不计，在整个号航平面内，有赋感 成强度大小为：的竖直角上的匀霸腿 第14意图 12(们0分)如图低示，周限是够长的平行金属导轨周层在铺角一 畅。两导体棒与绿转接触良好且均可沿 的斜面上，号我电阳不计，列面上.一心.4m,异轨所在空可被分爱风 导转无岸擦地滑行开始时，两棒均静止：间距为：，现给导体棒：一向右修初速度带·并开始什 城【和■，同区域的边界与斜面的交就为MN。1中的匀覆做场 转，可得到如图乙所示的△如十图像（△p表示两棒的相对速度，甲△0一彩一，）。求： 方向麻直斜面向下，Ⅱ中的匀函遮场方向玉直斜面向上，再磁场的 (1)0:时闻内耳路中产生的焦耳热： 脑感皮强度大小均为B=,年T、在区械1中，将质量m,= (2,时别导体传的加速度大小， 0,1k某，电目尺，=，1口的金属条wb酸在导轨上，6南好不下 (3,时刻两导体棒之间的师离。 滑。然后，在区域年中将质量m:“04kg、电阻花：■Q,10的光 滑导体棒。蟹于特物上，由静止开始下州，d在滑动过程中超 第12题周 终处于区线量的壁场中，bc始终与异轨垂直且两端与导轨保持好接触，g取1：m/s。求： (1cd下滑的过限中，u心中的电藏方向： 39 40解析：(1)由楞次定律可知，线园中的感应电流沿顺时 向，b端电势高于a端电势。因此R=2Ω的电阻与题 针方向，由法拉第电磁感应定律得 图甲中的a、b端相连接的情况下，a端的电势较高。 E=△B:S=0.05V. E △ 通过R=2Q的电阻的电流I=R十71 由阅合电路欧每定律得1-是-0.05A. R=22的电阻两端的电势差U1=91一91=I1R, 其中9%=0， (2)由于磁感应强度的变化率不变，故0~2s内感应 ER 电流的大小和方向均不变，由焦耳定律得 则a端的电势9al=1R=R+n Q=12R1=0.005J。 代入数据得9a1=0.05V (3)0~2s内，通过线圈横截面的电荷量 则较高的电势9。=9a1=0.05V。 q=11=0.1C。 16.答案：(1)1N(2)10m/s(3)20W 2.0 18.答案：f 解析：(1)导体棒cd静止，则受力平衡。设其所受安培 -.<< r 力大小为F安，则F安=mngsin6=1N。 (2)设导体棒ab匀速向上运动的速度为v,产生的感应 解析：当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为 电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I, 【时，由法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小为 则E=Blu E=Blw,① 又 由欧姆定律得，流过导体棒的感应电流为 F安=BIl, 最，@ 解得v=10m's。 式中，R为这一段导体棒的电阻。按题意有 (3)导体棒ab匀速向上运动，故其受力平衡。设其所 R=rl,③ 受安培力大小为F安'，则F=F安'十ngsin, 此时导体棒所受安培力大小为 且F安'=B=F安， f=BlI,④ 拉力对导体棒ab儆功的功率P=Fu, 由题设和几何关系有 代入数据得P=20W。 17.答案：(1)0.3V(2)4.5V(3)R=22的电阻与题图甲 = ,⑤ 中的a、b端相连接的情况下，a端的电势较高0.05V 2m-0.号<< 解析：(1)杆MN做切割磁感线运动，根据法拉第电磁 联立①②③④⑤式得 感应定律，可得产生的感应电动势E1=B,L, 代入数据得E1=0.3V。 0< 2B20 (2)穿过回形线图的磁通量发生变化，产生的感应电动 2B24。-),号<<24 2 多B总 热点强化卷2电磁感应与动力学、能量的综合 由图丙可得=0,60Ts=0.15Ts 1 △14-0 L.C解析：环中产生的感应电动势为E= r24B 代入数据得E2=4.5V。 △1一，由闭 (3)根据右手定则可知，接入电阻后，题图甲中电流沿 合电路欧姆定常有1=長，联立解得=X103A,则 逆时针方向，4端电势高于b端电势：根据楞次定律和 安培定则可知，接入电阻后，题图乙中电流沿顺时针方 M,N两点间的电压为U=1×=0.5元×10-3V,A,B 2 16 错误：由题图乙可知在1=3s时磁感应强度为B=1T, 做匀速直线运动，可得【：图线为一过原点的倾斜直 环所受的安培力大小为F=2B1r=2π×10-4N,C正 线，A、B错误：线框做匀速直线运动，则有F=F安= 确，D错误。 B股之，所以F图线是一条物线，D正精， 2.A解析：杆OP产生的感应电动势为E=专Ba,因为 C错误。 杆OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，A 6.D解析：磁感应强度均匀减小，根据楞次定律得，ab中 正确：杆OP产生的感应电流由M到N通过杆MN,由 感应电流的方向由a到b,A错误：由于磁感应强度均句 左手定则可知，杆MN会向左运动，杆MN切割磁感 线，产生的感应电流与原来电流方向相反，则回路电流 减小，根帮法拉第电雅感应定律得B=,感应电动 减小，而杆MN所受合力为安培力，电流减小，安培力 势恒定，则b中的感应电流不变，B错误；根据安培力 会减小，则加速度减小，B、C、D错误。 公式F=BL可知，电流不变，磁感应强度均匀减小，则 3D解析：对导体棒进行受力分析，导体棒受到安培力、 安培力减小，C错误：对金属棒，由平衡条件可知，「= 重力和支持力，当导体棒达到最大速度时，导体棒的加 F,安培力减小，则静摩擦力减小，D正确。 毫度为零，弱有mg血0-B1上，l1。-B,联立解得 7.D解析：金属杆在磁场中运动的位移为=受1=1m, mgRsin8,A错误：导体棒加速度a一 △Φ B212 通过电阻的电荷量为q=正= BLS =0.5 C. -R-RI-R mgsin 0-BIL.mgsin m R,当0=0时，加速度 A错误；根据动能定理得W十W安一ngs=0一乞mw, 最大，为gsin0,B错误；导体棒达到最大速度时的电动 因为外力做功无法确定，所以安培力做功也无法确定， 势为E=BLn-mgRsin0C蜡误：导体棒从释放到下 B,C错误：根据动量定理得I力一BILl一ng1=0一 BL m,结合g=h=0.5C,解得1*力=一0.5N·s,D 滑距离山的过程中，导体棒切割磁感线产生的感应电动 正确。 劳为E=公-卧感应电流1景-通过导你 8.BD解析：绝缘棒cd下滑到圆瓢轨道底端时的速度 棒的电荐量)一1△一，D正确。 1=√2gh=3ms,设cd与ab碰撞后明间的共同速度 为v,则m2=(m1十m2),解得v=2m/s,即碰擅后 4.C解析：小灯泡始终正常发光，说明小灯泡两端电压 a山的最大速度为2ms,A正确：两棒碰撞后到停止的整个 不变，故线框在穿越磁场的过程中做匀速运动，因此 过程中，由动量定理得一BILy=0一(m1十m2),其中g= 有界磁场的宽度I=L,A错误；小灯泡正常发光时电 流为1=吕，对线板和灯泡，根据平衡条件得51L 1位=梁装解得=375m9=0.75CB,D错 误：到ab停止运动时，系统损失的机械能为△E=m2gh m8,可得B=学咒，B辑误：设线餐字越藏场时的建 =0.45J,C正确。 度为，则mg=P,0=P,C正确：战框穿越难扬的 9.BCD解析：由榜次定律可知t=0.5s时铜环中产生的 川g 磁场应垂直斜面向上，由右手螺旋定则可知铜环中有沿 过程中，动能不变，减小的重力势能全部转化为系统 逆时针方向的感应电流（从上向下看），A错误；由题图乙 的内能，由能量守恒定律得，小灯泡产生的焦耳热为 可知1=2s时磁感应强度为零，所以铜环不受安培力，B 2mgL,D错误。 正确：根据楞次定律可知t=2.5s时安培力方向沿斜面 5.D解析：线框底边进入磁场的长度为x=,由儿何 关系可知，切割磁感线的有效长度为，设线框的电 向上，根据法拉第电磁感应定律可知E=B. 472=0.2 里为R测回路中的电流为1-股-阳，由于线指 R 号×3×0.2V=0.012V,根据欧姆定律可知I= -E= 17 0.12A,由题图乙可知1=2.5s时B=一0.1T,则安培 R 力大小F=|B1d=0.1×0.12×0.4N=4.8×10-3N, 且ab上产生的热量Q=R1十R,Q· C正确：1一3s内，磁感应强度变化率不变，则感应电流 解得Q=1.3J 13.答案：(1)2A(2)2m/s(3)2C 不变，磁感应强度先减小，后增大，根据楞次定律可知，安 培力先向下减小，后向上增大，因安培力始终小于重力沿 解析：(1)导体棒。下降过程中，由动能定理可得 1 斜面向下的分力，所以摩擦力方向沿斜面向上，逐浙减 m,gr=2m002-0, 小，D正确。 解得=4m/s, 10.AD解析：由题意可知，安培力FA=L- 导体棒a刚进入匀强磁场时，由法拉第电磁感应定律 R十rR+r' 得E=BLw=4V, A正确：根摆牛颜第二定律得F-L,=m,整理得 R+r 由闭合电路欧姆定律得感应电流的大小为 F=aL+ma,则拉力F与时间不成正比，B错误：金 E R+r 1FR.十R=2A 属棒运动的位移=号×2X1m=1m,通过金属棒的 (2)从导体棒a进入磁场后至导体棒a、b稳定时，由动 量守恒定律可得muvg=(ma十m6)· =BLL=0.5C,C错误：安培力与时间成正比， 电荷量g一R+r 解得=2m/s。 (3)整个过程中，对导体棒b,由动量定理得 因此从1=0到1=1s的过程中，安培力的冲量大小为 BLt=BL.q=1· h=号×1X1Ns=0,5N·D正猜， 解得通过导体棒b的电荷量为q=2C。 11.答案：(1)1×10-2A(2)3×10-3J 1苦案m2e (3)x0+ 2mRv B2L2 解析：(1)金属杆产生的感应电动势 解析：(1)2时刻，两导体棒速度相等。由动量守恒定 E=BL0=3×10-2V, 律得2m6=(2m十m)u, R=-器n=1n 由能量守恒定律得Q=号×2m2-号 3m2, 通过金膜杆的电流1RE,1X10A 解得Q-日2。 (2)电阻R1上每分钟产生的热量为Q=I12R1t, (2)t1时刻回路中的电动势 共中1=号1=60s E=BLu,一BLw,=BLAU=BL」 4， 解得Q=3×10-3J. 此时导体棒a所受的安培力 12.答案：(1)a→b(2)5m/s(3)1.3J 解析：(1)由右手定则可知，ab中电流由a流向b。 F=BL=股， (2)开始放里ab刚好不下滑时，ah所受摩擦力为最大 由牛顿第二定律得F=2ma, 静座擦力，由平衡条件得Fmax=1gsin0,ab刚好要上 解得导体棒a的加速度大小a= B2L2vo 24mR 滑时，感应电动势E=BL,电路电流I=R,千R,b E (3),时刻，两导体棒速度相同，由(1)可知0= 3% 受到的安培力F安=BIL.,此时ab受到的最大静摩擦 0~2时间内，对导体棒b,由动量定理有 力方向沿斜面向下，由平衡条件得F安=m1gsin0十 BIL△1=m-0, Fmax,代入数据解得v=5m/s。 (3)设cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总， 又因为q=7△=AD-BL(x-) 3R 3R· 由能量守恒定律得m:xsin0=Q&十2m:, 解得x=0十B12· 2mRuo 18