专题提升：电磁感应中的动力学和能量问题 专项训练-2027届高三物理一轮复习

专题提升：电磁感应中的动力学和能量问题-2027届高三物理一轮复习同步练习

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基础对点练

题组一　电磁感应中的动力学问题

1.（多选）（2025辽宁葫芦岛二模）磁悬浮电梯是基于电磁学原理使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图甲所示，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。其原理简化为：竖直面上相距为d的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布、方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为B，每个磁场分布区间的长度都是l，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速运动时，跨在两导轨间的宽为d、长为l、总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场运动速度为v1时，轿厢悬停；当磁场运动速度为v2时，轿厢最终竖直向上做匀速运动。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

甲

乙

A.磁场运动的速度v1方向竖直向上

B.磁场运动的速度v2方向竖直向下

C.导线框和电梯轿厢的总质量为

D.当磁场以速度v2运动时，轿厢最终速度为（v2－v1）

2.（2025吉林四平模拟）如图所示，固定在水平桌面上的足够长的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是（　　）

A.金属杆ab做匀加速直线运动

B.金属杆ab运动时回路中有顺时针方向的感应电流

C.F安先不断增大，后保持不变

D.金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比

3.（多选）（2025内蒙古模拟预测）如图所示，ABC、DEF为电阻忽略不计的金属导轨，导轨间距不变。AB、DE部分水平、粗糙，其间有竖直向下、大小为B的匀强磁场。BC、EF部分倾斜、光滑。G、H为BC、EF上的两等高点，GH与BE平行，离CF足够远。GHFC间有垂直于GHFC向下、大小为B的匀强磁场。初始时导体棒MN静置于AB、DE上，MN离BE足够远。导轨、导体棒接触良好。导体棒PQ从倾斜导轨上GH上方某处无初速度释放，则导体棒PQ从释放到进入磁场中的一段时间内的速度—时间图像可能正确的是（　　）

题组二　电磁感应中的能量问题

4.（多选）（2025江西宜春模拟）光滑水平面上有一边长L＝0.10 m的单匝均匀正方形导线框abcd，质量m＝1.0 kg，电阻R＝0.10 Ω。在竖直方向存在有平行边界的匀强磁场，ab边恰好位于磁场左边界上，其俯视图如图甲所示。t＝0时，线框以初速度v0在恒力F的作用下进入匀强磁场，已知线框从Ⅰ位置到Ⅱ位置过程中的v－t图像如图乙所示，且在t＝0时Uab＝1.5 V，则（　　）

甲

乙

A.t＝0时线框中的感应电动势为1.5 V

B.线框在离开磁场的过程中克服安培力做的功为1.55 J

C.恒力F的大小为1 N

D.线框进入磁场的过程中通过线框截面的电荷量为1.0 C

5.（7分）（2025四川自贡模拟）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L＝1 m，其电阻不计，两导轨及其所在的平面均与水平面成θ＝30°角，N、Q两端接有R＝1 Ω的电阻。一金属棒ab垂直于导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量m＝0.2 kg，电阻r＝1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝1 T。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度v1＝0.5 m/s沿导轨向上开始运动，可达到最大速度v＝2 m/s。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度g取10 m/s2。

（1）求拉力的功率P；

（2）ab开始运动后，经t＝0.09 s速度达到v2＝1.5 m/s，此过程中金属棒ab产生的焦耳热Q＝0.03 J，求该过程中ab沿导轨的位移大小x。

 

综合提升练

6.（多选）（2024全国甲卷）如图所示，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向为垂直于纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平，在t＝0时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是（　　）