2019届高中物理 第四章 电磁感应 4.3 习题课电磁感应中的动力学及能量问题检测（含解析）新人教版选修3-2.doc

****题课:电磁感应中的动力学及能量问题一、A组(20分钟)1.(多选)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,间距为l,上端接有可变电阻R,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B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋于一个最大速度vm,除R外其余电阻不计,则( ),vm将变大 ,,vm将变大 ,vm将变大解析:金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势E=Blv,在闭合电路中形成电流I=BlvR,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F作用,F=BIl=B2l2vR,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mgsinα-B2l2vR=ma,当a=0时,v=vm,解得vm=mgRsinαB2l2,故选项B、C正确。答案:BC2.(多选)如图所示,位于一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于( ):,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面积的电荷量为q1;第二次bc边平行于MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则( )>Q2,q1=q2 >Q2,q1>=Q2,q1=q2 =Q2,q1>q2解析:根据功能关系知,线框上产生的热量等于克服安培力做的功,即Q1=W1=F1lbc=B2lab2vRlbc=B2SvRlab,同理Q2=B2SvRlbc,又lab>lbc,故Q1>Q2;因q=t=ERt=ΔΦR,故q1=q2。因此A正确。答案:,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、有效电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是( ):因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用,且安培力随速度的减小而减小,所以金属棒向左做加速度减小的减速运动,故A错;根据E=ΔΦΔt=BLxΔt,q=IΔt=E2RΔt=BLx2R,解得x=2RqBL,故B错;整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属棒动能的减少量mv2,故C对;整个过程中