第2章 第2节 综合训练-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(鲁科版)

物理 选择性必修 第二册 LK 1 2 第2节综合训练 刷能力 2 1.［山东济宁2025期末］如图所示，纸面内有两个半径均为 且相切的圆形磁场区域，磁感应强 度大小均为，方向垂直纸面向里；左侧有一半径也为的金属圆环，圆环阻值为 .三圆共面且圆 心在同一水平直线上.现使圆环从图示位置以速度 向右匀速运动，下列说法正确的是( ) C A.当 时，圆环中感应电流的方向为顺时针 B.当时，圆环中感应电流的大小为 C.当 时，圆环中感应电流第一次反向 D.当 时，圆环中感应电动势达到最大值 3 解析 画出圆环运动过程中的4个状态，如图所示，当 时，圆环运动到1位置，由右手定则可 判断出此时圆环的感应电流方向为逆时针，由几何关系可知此时切割磁感线的有效长度为 ，根据法拉第电磁感应定律有 ，此时感应电流大小为 ，A、B错误；当时，圆环运动到2位置，当 时，圆环运动到3位置，从 初始位置到2位置，穿过圆环的磁通量变大，从2位置到3位置，穿过圆环的磁通量变小，根据楞 次定律可知时，即圆环运动到2位置时，电流方向第一次反向，C正确；当 时，圆环 运动到3位置，此时圆环的左右两侧都在切割磁感线，切割磁感线的有效长度和方向均相同，此 时的感应电动势相互抵消，实际感应电动势为0，D错误. 4 2.［江西景德镇2025高二上检测］（多选）如图甲所示，左侧接有定值电阻 的水平粗糙导 轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距为.一质量 、 有效阻值 的金属棒在拉力作用下由静止开始从 处沿导轨向右加速运动，金属棒与导 轨间的动摩擦因数，取.金属棒的图像如图乙所示，则从起点发生 位移的过程中( ) ACD A.拉力做的功 B.通过电阻的电荷量 C.整个系统产生的总热量 D.所用的时间 5 解析 由题图乙得，速度与位移的关系为 ，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 ，电流为,金属棒所受的安培力 ，代入数据得 ，则知与是一次函数关系.当时，安培力；当 时，安培力 ，则从起点发生 位移的过程中，安培力做的功为 ,根据动能定理得 ，代入数据解得 ，故A正确.通过电阻的电荷量 ,故B错误.根据能量守恒定律得 ，则，代入数据解得，故C正确.由题图乙可知 图 像的斜率，得 ，则知速度增大，金属棒的加速度也随之增大，做加速 度增大的变加速运动，在相同时间内，达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移，平均 速度小于匀加速运动的平均速度，即， ，故D正确. 6 3.［辽宁鞍山一中2024高二上期中］真空管道超高速列车减速时，需在前方设置一系列磁感应强 度相同的磁场区域，如图所示是这种列车减速时的模型，图中粗实线表示间距为 、电阻不计的 两根足够长的平行光滑金属导轨，导轨固定在绝缘的水平面上，导轨内等间距分布着足够多的有 界匀强磁场区域，磁感应强度的大小都为 ，方向与导轨平面垂直，每一有界磁场区域的宽度及 相邻有界磁场区域的间距均为，这些磁场区域从左向右编号依次为1、2、3.…、、 和 是两根与导轨垂直、长度均为、阻值均为 的金属棒，通过绝缘材料分别固定在列车底部的最 前端和最后端，并与导轨接触良好，其间距为，列车的总质量为 .若列车以水平向右的 速度 驶向第一个磁场区域.求： 7 （1）金属棒在刚进入第一个磁场区域的瞬间， 两端的电压及此时列车的加速度大小； [答案] ; 解析 金属棒在刚进入第一个磁场区域的瞬间产生的感应电动势 ，根据闭合电路欧姆 定律可得，则两端的电压，联立解得，所受安培力 ， 由牛顿第二定律可得，联立解得 . 8 （2）金属棒 刚好离开第一个磁场区域时的速度； [答案] 解析 设离开第一个磁场区域时的速度为，由动量定理得 ，又 ，，，解得 . 9 （3）列车在穿越第一个磁场区域的过程中， 回路中产生的焦耳热； [答案] 解析 列车穿越第一个磁场区域的过程，由能量守恒定律得 . 10 （4）列车能够穿越这种完整有界磁场区域的个数. [答案] 见解析 解析 由题意可知，列车最终的速度为0，从开始到列车停止，全程由动量定理得 ，又，，，解得 . 设列车能够穿过个磁场，则有 . 讨论：若恰为整数，则列车能够恰好穿过 个完整磁场； 若不为整数，设的整数部分为，则列车能够恰好穿过 个完整磁场. 11 $$