习题课 电磁感应中的动力学及能量问题（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版 2019）

1 第2章 电磁感应及其应用 习题课 电磁感应中的动力学及 能量问题 《顶尖课课练·物理（选择性必修 第二册）（鲁科版）》配套课件 2 随堂自测 1.（电磁感应中的动力学问题）（多选）如图所示， 有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道，上 端接有可变电阻 ，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。一根质量为 的 BC A. 若变大，则将变大 B. 若 变大，则 将变大 C. 若变大，则将变大 D. 若变小，则 将变大 金属杆从轨道上由静止滑下，杆与轨道电阻不计，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 ，则( ) 3 解析 金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势 ，在闭合电路中形成电流 ，因此金属杆从 轨道上滑下的过程中除受重力、轨道的弹力外还受安培力 作用， ，先用右手定则判定感应电流方 向，再用左手定则判定出安培力方向，如图所示，根据牛 顿第二定律，得，当 时， ，解得 ，故选项B、C正确。 4 2.（电磁感应中的能量问题）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 ，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，金属棒与 导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向 A A. 金属棒的机械能增加量 B. 金属棒的动能增加量 C. 金属棒的重力势能增加量 D. 电阻 上产生的热量 解析 金属棒加速上升时受到重力、拉力 及安培力。根据功能关系可 知，力 与安培力做功的代数和等于金属棒的机械能的增加量，A正确。 与导轨平面垂直，金属棒在竖直向上的恒力 作用下加速上升的一段时 间内，力 做的功与安培力做的功的代数和等于( ) 5 3.（电磁感应中的动力学问题）如图所 示，空间存在 、方向竖直向 下的匀强磁场，、 是水平放置的 平行长直导轨，其间距 ，电 阻 接在导轨一端，是跨接在导轨上质量 、接 入电路的电阻 的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数 为0.2。从零时刻开始，对棒施加一个大小为 、方向水平 向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导 轨垂直且接触良好，取 。 6 （1）求导体棒所能达到的最大速度； 答案 7 解析 导体棒切割磁感线运动，产生的感应电动 势 。① 回路中的感应电流 。② 导体棒受到的安培力 。③ 导体棒运动过程中受到拉力、安培力和摩擦力 的作用，根据牛顿 第二定律： 。④ 8 由①②③④得 。⑤ 由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速 度减小，当加速度 减小到0时，速度达到最大。 此时有 。⑥ 可得 。⑦ （2）试定性画出导体棒运动的速度—时间图像。 答案 见解析图 解析 由（1）中分析可知，导体棒运动的速度—时间图像如图所示。 10 $$