专题9 电磁感应中的动力学问题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

Rk(S,+2S2 IR= ,故D正确故选D. R+r 3.D解析：A.由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E= △Φ△B。TT2B ,A项错误： B.由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针 方向，金属线圈相当于电源，电源内部的电流从负极流向正 极，则电容器的下极板带正电，上极板带负电，B项错误； C.由闭合电路欧姆定律得感应电流为IR+R,+R,3。, E Tr2Bo 6时间内流过R,的电荷量为g=,=m, 3R,C项错误； 2BoTr D.稳定后线圈两端的电压为U=I(R,+R)= ,D项正 确.故选D 4BD解析：AB,由B=可得，磁感应强度变化率为代A 电磁感应定律可得E=△中_△B △t△t 其中S=L2, 解得回路中产生的感应电动势为&=公·工=L, 设金属线框每个边的电阻为R,abgh正方形线框相当于电 R×3R 源，则有内阻为3R,外电路的电阻为R外-R+3R=0.75R, 由楞次定律可知，g点为等效电源的正极，h点为等效电源的 负极，则有d点电势比c点电势低，由闭合电路欧姆定律可 得UR+R4075R+3RX0.75R=了 A错误，B正确： CD.由欧姆定律可得Ug= - 315 ©矿与尼串联，电阻相等，因此则有U,=。-, C错误，D正确.故选BD 专题九电磁感应中的动力学问题 1.D解析：AB.线框完全离开磁场后的运动为a=g的匀加速 运动，由题意可知，加速度恒为+g,AB错误；C.cd边刚进入 磁场时，线框恰好做匀速直线运动，所受安培力等于重力，线 框完全进入磁场后的运动为a=g的匀加速运动，故cd边刚 离开磁场时竖直方向的分速度大于cd边刚进入磁场时竖直 方向的分速度，所受安培力大于重力，可知cd边离开磁场时 的过程中做加速度减小的减速运动，根据C选项的图像，αb 边出磁场时，加速度为零，安培力等于重力，即此时的速度刚 好等于cd边进入磁场时的速度：而从ab边刚进入磁场到cd 边刚出磁场，物体的加速度为g,位移为；接下来再运动位 移为l时，加速度均小于g,山边刚出磁场时速度肯定大于 ab刚进人磁场时的速度，所以加速度不可能为零，C错误； D.cd边刚出磁场时的速度大小不确定，线框的加速度大 参考答案与解析 于g、等于g和小于g均有可能，D正确故选D. 2.(1)5m/s2,电流方向由d到c(2)1.33T(3)见解析 解析：(1)在t=0时刻根据牛顿第二定律有F=m1a, 且由图可知，t=0时F=5N,代入得a=5m/s2, 由右手定则可知，cd棒的电流方向是由d到c. (2)由题知cd棒做匀加速直线运动，经过时间t,cd棒速度 为v=al, E 此时E=BLv=Blat,I= R1+R2' 则cd棒的安培力为F安=BIL= B2Lat R1+R2 由牛顿第二定律得F-F安=m1a, B2Lat 由以上各式整理得F=ma+R,+R, 由图线可知t=2s,F=13N, 代人得B=4T=1.33① (3)①当mn左侧的匀强磁场与倾斜轨道平行斜向上时，ef 棒受力如图所示， F、 B ∠---m2g 当F,=m2gcos0时，ef棒在倾斜轨道上的速度达到最大，之 后ef棒飞离轨道，由于F,=BlL= a,联立解得h=4, R1+R2 ②当mn左侧的匀强磁场与倾斜轨道平行斜向下时，ef棒受 力如图所示， ---m28 当2=m2gsin0时，ef棒在倾斜轨道上的速度达到最大，之 后ef棒减速并最终停在导轨上，且2=uF2=u(m2gcos+ B2L2at2 F2),F2=BL= R1+R2 联立解得t2=21s. 专题十电磁感应中的动量问题 1.A解析：时间极短，可认为磁感应强度均匀变化，设线框左 右两边的磁感应强度差为△B,由动量定理可知有△BLt= 4Φ △BL R=mv=p, 根据题意A,B为同种均匀材料，可得元：4， gR8_6 所以有片会梁是}·宁·任号旋途A 2.B解析：金属杆cd向左靠近金属杆ab过程中，两金属杆系 黑白题53专题 电磁感应中的动力学问题 1.(2023·河北衡水中学质检)边长为1的正 方形线框以初速度v。水平抛出，在其正下 方有一宽度为2、水平足够长的垂直于纸面 向里的匀强磁场区域，如图所示.cd边刚进 入磁场时，线框恰好做匀速直线运动.以cd 边刚离开磁场时为计时起点，此后线框的 加速度与其竖直方向位移的关系图像可能 正确的是（忽略空气阻力，线框在此过程中 不发生转动，取竖直向下为正方向)() 2l×××× a D 2.(2023·广东江门一模)如图甲所示，一对 足够长金属导轨由等宽的右侧水平导轨和 左侧倾斜导轨两部分在虚线mn处连接组 成，mn右侧存在竖直向下的匀强磁场，mn 左侧存在与倾斜轨道平行的匀强磁场（图 中未画出)，mn两侧磁场的磁感应强度B 大小相等(B的大小未知)，导轨的间距为 L=1.5m,倾角0=37°，在t=0时刻，置于倾 斜导轨上的ef棒由静止释放，置于水平导 轨上的cd棒在一水平向右的外力F的作用 下由静止开始做匀加速直线运动，外力随 10黑白题物理|选择性必修第二册·JK O限时 25分钟 时间的变化规律如图乙所示，cd、ef棒的质 量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,电阻分别 为R1=22、R2=32,忽略导轨的电阻，ef棒 与金属导轨的动摩擦因数为u=0.12,不计 cd棒与导轨之间的摩擦，sin37°=0.6， cos37°=0.8，g取10m/s2,求： (1)t=0时刻cd棒的加速度大小及cd棒的 电流方向； (2)磁感强度B的大小： (3)经过多长时间ef棒在倾斜轨道上的速 度达到最大？ F/N 13 10 t/s 专题 电磁感应中的动量问题 1.(2023·江苏泰州调研)如图所示， 在光滑水平平面上有一根通有恒 定电流I的长直导线，用同种均匀 B 材料做成的单匝线框A、B平铺在 水平平面上.A是边长为a的正方形，B是长 边长为2a的长方形.瞬间关闭恒定电流I, 假设线框不会与长直导线碰撞，A、B最终获 得的动量之比为 ( A.3:8 B.3:4 C.1:4 D.9:16 2.(2023·湖北武汉期末)如图所示，足够长 的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在同一 水平面上，两导轨间距为，导轨上静置一 质量为m的金属杆ab,质量为2m的金属杆 cd以大小为。的水平初速度朝着金属杆 ab运动.整个装置处于竖直方向的匀强磁 场中（图中未画出），磁感应强度大小为B, 两金属杆始终与导轨接触良好且垂直等 宽，金属杆cd始终没有与金属杆ab接触， 导轨电阻和空气阻力均可忽略不计，则在 两金属杆相对运动过程中，通过金属杆ab 的电荷量为 mvo 2mvo 4mvo A. B. D 3BL 3BL BL 3BL 3.(2023·山东济南山师大附中模拟)（多选） 现有如图所示光滑金属轨道处于垂直纸面 向里的匀强磁场中，磁感应强度为B,左边 较宽部分两轨道间距为2d,右边较窄部分 两轨道间距为d,轨道电阻不计.现有均匀 限时 25分钟 导体棒，电阻值为R,从左侧以初速度o= 8B向右运动，出发点到两侧轨道交界 mR ab处距离为x,导体棒质量为m.则() A.导体棒运动至ab处速度为20 B.号体棒运动至6处速度为名 C.在右侧区域运动2x减速到0 D.在右侧区域运动4x减速到0 4.（2023·山东泰安二模)如图所示，形状相 同的平行金属导轨CN、DQ放置在竖直向 上、磁感应强度为B的匀强磁场中，间距为 L,与水平面相切于M、P,右端接一阻值为R 的电阻.质量为m、电阻为r的金属棒从曲 面上某处由静止释放，到达曲面底端PM时 速度为o;金属棒与导轨间的动摩擦因数为 “,金属棒最终会停在导轨上，金属棒从曲 面底端PM到最终停止运动通过的位移大 小为x,重力加速度大小为g.则金属棒从曲 面底端PM到最终停止在导轨上经历的时 间为 tB t N R Q A. BLx B2L2x B.0+ ug umg(R+r) ug umg(R+r) BLx C.- D.- o B2Lx ug umg(R+r) ug umg(R+r) 进阶突破·专项练11