假期必刷26 电磁感应中的动力学、能量和动量问题-【快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假必刷题

飞受快乐假期 --000= 5.A[导体棒AB摆到竖直位置时，AB切割磁感线产生的瞬 于线圈完全在磁场中时做加速度为g的加速运动，故4位置 时感应电动势E=B·2a·名=Ba,外电路电阻大小为 时的速度大于2位置时的速度，根据F=B”及a R R.R 22 E R外=R+R ,由闭合电路欧姆定律有UR卫 mg一F生可得a,<a,故线圈在1,2,3、4位置时的加速度关 4 2+2 系为a1=a>a2>a4,故B正确.] 4 3.C[由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向为b·a,B ×尽-专Ba,故A正确] 错误：由左手定则可知，安培力方向向左，导体棒的速度逐渐 6.BD[由右手定则可知，ad边的电流方向为d→a,选项A 变小，故感应电动势逐渐变小，感应电流逐渐变小，导体棒受 错误，B正确；在线框以速度)向右运动移出磁场的过程中， 到的安培力逐渐变小，加速度逐渐变小，故A错误：由能量 只有ad边在切割磁感线，产生感应电动势，则线框上的感 守恒定律可知，总电阻消耗的总电能为号m听，故电阻R消 应电动势E=BL;设每边的电阻为R,根据闭合电路的欧 母定律得1歌ad两点间的电势花的地对值是路瑞电 mw。R 耗的电能为2(R干刀，C正确：由动能定理可知，导体棒克服 压，则U=I·3R=子BL,选项C错误，D正确.] 安培力做的总功等于？m心，D错误.] 7.BD[令线圈处于磁场中的面积为S,根据法拉第电磁感应 4.CD[ab边向下摆动过程中，金属框内磁通量逐渐减小，根 定律有e=9=S,B-1图像中，前半个周期与后半个 据楞次定律及右手螺旋定则可知感应电流方向为b→α，选 项A错误；ab边由水平位置到达最低点过程中，机械能一部 周期内，磁感应强度的变化率均为一个定值，一负一正，表明 分转化为焦耳热，故U√2gL,选项B错误，C正确；根据能 电动势的方向相反，故A错误；结合上述可知，前半个周期 量守恒定律可知，金属框中产生的焦耳热应等于此过程中损 与后半个周期内，感应电动势的大小均一定，方向相反，根据 欧姆定律可知，前半个周期与后半个周期内，感应电流的大 失的机械能，即Q=mgL2mu,选项D正确.] 小均一定，根据楞次定律可知，电流方向先沿顺时针，后沿逆 5.D[设正方形线框边长为L,导体切割磁感线产生感应电 时针，方向相反，故B正确：结合上述可知，感应电流的大小 一定，根据Q=Rt,可知，电热与时间成正比，故C错误；结 动势E=BLu,根据闭合电路欧姆定律I厂R, 合上述可知，前半个周期与后半个周期内，感应电动势的大 小均一定，方向相反，根据F=BIL,可知，安培力大小与磁 可如免后商次逢入磁场中的意流之比子-宁成A错送报据 感应强度大小成正比，根据左手定则可知，在一个周期内安 安培力的表达式F=IB 培力方向先向左后向右，再向左最后向右，故D正确.故 选BD.] 可知-日故B饼误： 8,解析：(1)由法拉第电磁感应定律E=△Bs △t 线柜匀速进入磁场，所用时间=L 代入数据得E=4×103V； 根据焦耳定律Q=IR意t, (2)由闭合电路欧姆定律得I厂R,千R' E 可知袋耳热之比8-名故C错误 由部分电路欧姆定律得U=IR2, Q 根据纯电阻电路中电荷量的表达式 电容器所带电荷量为Q=CU=4.8×10-8C. 答案：(1)4×10-3V(2)4.8×10-8C q=1·△1=R E·△=&=B。2 R 素养培优 可知通过线框横截面的电荷量相等，故D正确.] 9.A[进入磁场前线框做自由落体运动，αb边进入磁场时，如 6.C[当b棒先向下运动时，在a棒和b棒以及导轨所组成的 果安培力大于重力，线框减速运动，安培力减小，合力减小， 闭合回路中产生感应电流，于是α棒受到向下的安培力，b 加速度减小，有可能在cd边进入磁场前安培力减到和重力 棒受到向上的安培力，且二者大小相等，释放棒后，经过时 相等，线框做匀速运动： 间，分别以a棒和b棒为研究对象，根据动量定理，则有 在cd边进入磁场后，安培力消失，线框做匀加速运动，A错 (mg+F)t=m心， 误，B正确；进入磁场前线框做自由落体运动，ab边进入磁 场时，如果安培力小于重力，线框做加速运动，但加速度减 (mg-F)t=mv-mvo, 小，在(d边进入磁场后，安培力消失，线框做匀加速运动，C 联立解得，=18m/s,故C正确.] 7.AC[以两导体棒为研究对象，在导体棒运动过程中，两导 正确；进入磁场前线框做自由落体运动，αb边进入磁场时， 如果安培力大小等于重力，线框做匀速运动，在cd边进入磁 体棒所受的安培力大小相等，方向相反，且不受其他水平外 力作用，在水平方向两导体棒组成的系统动量守恒，对系统 场后，安培力消失，线框做匀加速运动，D正确.] 假期必刷26 有m心，=2mu,解得两导体棒运动的未速度为0=号，棒ab 素养训练 做变减速运动，棒d做变加速运动，稳定时两导体棒的加速 1.D[磁感应强度均匀减小，穿过闭合回路的磁通量减小，根 度为零，一起向右做匀速运动，选项A正确，B错误；ab棒和 据楞次定律结合安培定则可知，ab中的感应电流方向由口 (d棒最后做匀速运动，棒与导轨组成的回路磁通量不变化， 到b,选项A错误：由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电 不会产生感应电流，选项C正确，D错误.] 磁感应定律可得E=△BS,可知感应电动势恒定，则b中的 8.ABD[由于金属棒MN运动过程切割磁感线产生感应电 △t 动势，回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN的机械能 感应电流不变，选项B错误：根据安培力公式F=IlB知，电 不断减小，由于金属导轨光滑，所以经过多次往返运动，MN 流不变，B随时间均匀减小，则安培力F减小，选项C错误； 最终一定静止于OO位置，故A正确；当金属棒MN向右运 αb始终保持静止，处于平衡状态，安培力和静摩擦力大小相 动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到V,根据左 等，即F=F,安培力减小，则静摩擦力减小，选项D正确.门 手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向左，则安培力 2.B[线圈进入磁场前和全部进入磁场后，都仅受重力，所以 做负功；当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MV 加速度a1=a,=g.线图在题图中2位置时，受到重力和向 中电流方向由N到M,根据左手定则，可知金属棒MN受 上的安培力，且已知下，<mg,所以a,=mF起<g,而由 到的安培力水平向右，则安培力做负功；可知MN运动过程 中安培力始终做负功，故B正确；金属棒MN从释放到第一 124 三0022 富三物理) 次到达OO'位置过程中，由于在O)位置重力沿切线方向的 线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为d' 分力为0，可知在到达O位置之前的位置，重力沿切线方 向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN 2dcos苔=d,C正确.] 已经做减速运动，故C错误；从释放到第一次到达O位置 4.D[A.由题图可知交流电的周期为0.02s,则频率为f 过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N,故 D正确.门 丁=50Hz,故A错误；B根据图像可知电压的峰值为102V, 素养培优 9.解析：(1)当导体棒OA运动到正方形金属细框对角线瞬间， 、根据欧好定律可知电流的峰值1。=尺=02Y=0.2厄 502 切割的有效长度最大，则L有mx=√2L, A,故B错误：C.电流的有效值为I===0.2A,所以电阻 此时感应电流最大，CD棒所受的安培力最大，根据法拉第 √2 电磁感应定律，有Ex=BL有mxU1, 在1s内消耗的电能为W=IRt=0.22X50×1J=2J,故C 其中，平均速度为=0十②L四 错误；D.根据图像可知其电压表达式为u=Usin at=l0√2 2 则感应电动势Emx=BLω， sim2票，(V=102sin100xt(V),故D正确.] E 根据闭合电路欧姆定律，有1=R, 5.B[交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关， 为Em=NBSw=NBL2w, 则CD捧所受安培力的最大值为F=BlL-B” R 因此有政值为E导是 2 NBL2w,故选B.] 当导体棒OA运动到与细框某一边平行瞬间，切割的有效长 度最小，感应电流最小，CD棒所受的安培力最小，根据法拉 6,B[设R1、R2的阻值均为R,根据题中所给信息，结合题图 第电磁感应定律，有Emn=BL有minU2, U。) U)2 其中L有m=L,平均速度为0= 0+Lw 图像可得Q1= 3 T.U T 2U (√2》 T,Q2= 2 R ,2+R·2=3R R 则感应电动势Em=之 根据闭合电路欧姆定律，有1m=尺， 7.BC[交流电压表的示数应是电压的有效值220V,故A、D 错误：电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光， 则CD棒所受安培力的最小值为F=B1mL=B 选项B正确；电压的峰值220√2V≈311V,大于电容器的 2R, 耐压值，故电容器有可能被击穿，选项C正确.门 (2)当CD棒所受安培力最小时，根据平衡条件，有mgsin0 8,解析：(1)e=Esin wt=VBSX2πnsin(2πnt) -umgcos 0-Fin=0, 当CD棒所受安培力最大时，根据平衡条件，有Fmx一ngsin0 =10x2x0.05x2a×0×sn✉×器V umgcos 0=0, =50sin(10πt)V. 3B'L w 联立可得m=4 Rgsin0' (2)当1=0s时 撤去推力瞬间，根据牛顿第二定律，有Fmx一mngsin0十 umgcos 0=ma, e=50sin10x×动)V=255V. 可得CD棒与导轨间的动摩擦因数为μ= a gcos 0 3 tan 0. (3)电动势的有效值 答案：(1)Fnax= B2Lw Fan-BLa E-E=50v=252V. R 2R √2√2 (2)a gcos o3 tan 0 电流表示数1R,一A=8.5A, 假期必刷27 电压表示数U=IR=3.54×9V=31.86V 素养训练 (00s内线图转过的商度9=d-0×2x×品-子 1.B[线圈经过题图甲位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量 最大，产生的电流为零，故A错误； 孩过程中△0=BS-BS0s0=BS. 线圈经过题图乙位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量 为零，产生的电流最大，故B正确； △1 线圈经过题图丙位置（中性面）时，穿过线图的磁通量最大， 由于g=1a.且1-R车，E=2地 N△ΦNBS 产生的磁通量变化率最小为零，故C错误； 联立得g一R千，2(R+ 线圈从题图丙位置（中性面）转到题图丁位置（与中性面垂 直)的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁 100×1×0.05 通量减小，产生的电动势在增大，故D错误.门 2X(9+1)C=4元C. 2.AC[产生交变电流的条件是轴和磁感线垂直，与轴的位置 答案：(1)e=50sin(10πt)V(2)253V 和线圈形状无关，线图abcd分别绕轴P1、P2转动，转到图 示位置时产生的电动势E=NBSw,由I= E可知，此时I (331.86V3.54A4元C 素养培优 相等，故选项A正确，B错误；由右手定则可知，电流方向为 9.D[线圈处于如图所示的平面时，电流最大，此时电流表的 ad·c→b,故选项C正确；dc边受到的安培力F=IlB, 则F一样大，故选项D错误.] NBSw=2I。' 读数为，故A错误；电流的最大值为1=R十， 3.C[根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动 势为e=Esin wt, N△ΦVBS 由题图丙可知，磁场区域变化后，当Esin ot= E时，线图 通过小灯泡的电荷量q一R干，R十r' 2 线图从水平位置转过90°，通过小灯泡的电荷量为q √2I. 的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转受时开始切割磁感 故B错误；其他条件不变时，最大电动势不变，则E= 125三022 服即刻扫码 假期必刷26电磁感应中的动力学、能量和动量问题 AI伴学助手 ✉答幸速查手册 同步学习微误 了考点复习攻路 素养解读 4.（多选)如图所示，匀强磁 1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法，建 场的磁感应强度为B,方 立解决电磁感应中动力学问题的思维模型. 向竖直向下，在磁场中有 2.理解电磁感应现象中的能量转化，会用动能 一个边长为L的正方形 定理、能量守恒定律分析有关问题. 刚性金属框，ab边的质量 3.会用动量定理、动量守恒定律分析电磁感应 的有关问题. 为m,电阻为R,其他三边的质量和电阻均 素养训练 不计.cd边上装有固定的水平轴，将金属框 1.如图所示，两根平行金属导 自水平位置由静止释放，第一次转到竖直位 轨置于水平面内，导体之间 R 置时，ab边的速度为v,不计一切摩擦，重力 接有电阻R.金属棒ab与 b 加速度为g,则在这个过程中，下列说法正 两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀 确的是 () 强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现 使磁感应强度随时间均匀减小，αb始终保持静 A.通过ab边的电流方向为a>b 止，下列说法正确的是 ( B.ab边经过最低点时的速度v=√2g A.ab中的感应电流方向由b到a C.ab边经过最低点时的速度v</2gL B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.金属框中产生的焦耳热为mgL一) D.ab所受的静摩擦力逐渐减小 5.如图所示，先、后以速度v。 2.如图所示，匀强磁场存在于 1 虚线框内，矩形线圈竖直下 和2，把同一正方形闭合 2 落，如果线圈受到的磁场力 单匝线框匀速拉入有界匀 总小于其重力，则它在1、2、 强磁场区域中，在先、后两种情况下() X××× 3、4位置时的加速度关系为 4 A.线框中的感应电流之比为I1:I2=2:1 () B.线框所受到的安培力之比为F:F2=1:4 A.a1>a2>a3>a4 B.a1=a3>a2>a4 C.a1=a3>a4>a2 C.线框产生的焦耳热之比为Q1：Q2=1:4 D.a-a2>a3>a 3.如图所示，在竖直向下的 D.通过线框横截面的电荷量之比为q1：q2 匀强磁场中，水平U型导中 =1:1 体框左端连接一阻值为R h 6.如图所示，竖直放置的两光滑平 的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置 行金属导轨置于垂直于导轨平面 于导体框上.不计导体框的电阻、导体棒与 向里的匀强磁场中，两根质量相 框间的摩擦.ab以水平向右的初速度v。开 始运动，最终停在导体框上.在此过程中 同的导体棒a和b与导轨紧密接 ( 触且可自由滑动.先固定a、释放b,当b的 A.导体棒做匀减速直线运动 速度达到10m/s时，再释放a,经过1s后， B.导体棒中感应电流的方向为a→b a的速度达到12m/s,g取10m/s2,则此时 C电阻R消耗的电能为R b的速度大小为 ( A.10 m/s B.12 m/s D.导体棒克服安培力做的总功小于2m C.18 m/s D.8 m/s 51 飞受快乐假期 90M= 7.(多选)如图，方向 B 点以角速度ω匀速转动，水平放置在导轨上 竖直向下的匀强磁 的导体棒CD始终静止.OA棒在转动过程 场中有两根位于同 中，CD棒在所受安培力达到最大和最小时 一水平面内的足够长的平行金属导轨， 均恰好能静止.已知CD棒在导轨间的电阻 两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨 值为R,电路中其余部分的电阻均不计，CD 上，t=0时，棒ab以初速度。向右滑 棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好， 动.运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直 不计空气阻力，重力加速度大小为g 且接触良好，两者速度分别用、2表 示，回路中的电流用I表示.下列图像中 2L 可能正确的是 (1)求CD棒所受安培力的最大值和最 小值 (2)锁定OA棒，推动CD棒下滑，撤去推力 瞬间，CD棒的加速度大小为a,所受安培力 大小等于(1)问中安培力的最大值，求CD 0 棒与导轨间的动摩擦因数. 8.(多选)如图所示，两条相同的半圆弧形光滑 金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖 直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等 于半径，最低点的连线OO与导轨所在竖直 面垂直.空间充满竖直向下的匀强磁场（图 中未画出)，导轨左端由导线连接.现将具有 一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放 置在导轨图示位置，由静止释放.MN运动 过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良 好，不考虑自感影响，下列说法正确的是 0 A.MN最终一定静止于OO'位置 B.MN运动过程中安培力始终做负功 C.从释放到第一次到达OO位置过程中， MN的速率一直在增大 D.从释放到第一次到达OO位置过程中， MN中电流方向由M到N 素养培优 9.如图，边长为2L的正方形金属细框固定放 置在绝缘水平面上，细框中心O处固定一 竖直细导体轴OO'.间距为L、与水平面成0 角的平行导轨通过导线分别与细框及导体 轴相连.导轨和细框分别处在与各自所在平 面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为 B.足够长的细导体棒OA在水平面内绕O 52