2017届高考物理必威体育精装版模拟题精选训练（电磁感应）专题05与动力学相关电磁感应问题（含解析）.docVIP

专题05 与动力学相关电磁感应问题 1．（2017江西红色七校联考）如图所示，间距为L米的光滑平等金属轨道上端用电阻R相连，其平面与水平面成θ角，整个装置处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，质量为m，电阻为r的金属杆ab（长度略大于L），以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到距底端高h的位置后又返回到底端，运动过程中，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计金属轨道的电阻，已知重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　） A．杆ab先匀减速上滑，之后匀加速下滑，且上滑过程的加速度大于下滑过程的加速度 B．杆ab运动过程中安培力做功的功率等于电阻R的热功率 C．杆ab上滑过程中通过R的电荷量与下滑过程中通过R的电荷量相等 D．杆ab上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于（mv02﹣mgh） 【参考答案】CD． 根据功能关系知杆ab运动过程中安培力做功的功率等于电阻R和金属杆的热功率之和，故B错误．根据感应电荷量公式q=可知，上滑与下滑过程中，磁通量的变化量△Φ相等，则在上滑过程中和下滑过程中流过电阻R的电荷量相等．故C正确．杆ab上滑到最高点的过程中回路中产生的总焦耳热为：Q=mv02﹣mgh，电阻R上产生的焦耳热为：QR=Q=（mv02﹣mgh）．故D正确． 2.如图1所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时(　　) A.电容器两端的电压为零 B.电阻两端的电压为BLv C.电容器所带电荷量为CBLv D.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为 【参考答案】　C 3.(2016·广东中山二模)如图4所示，在水平桌面上放置两条相距为l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻也为R的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度(物块不会触地)，g表示重力加速度，其他电阻不计，则(　　) A.电阻R中的感应电流方向由c到a B.物块下落的最大加速度为g C.若h足够大，物块下落的最大速度为 D.通过电阻R的电荷量为 【参考答案】　AC 4．（2016洛阳一模）如图9所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的光滑圆弧导轨相接，导轨电阻均不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触。当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，最后导体棒摆角最大时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°， sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2则(　　) A．磁场方向一定竖直向上 B．电源电动势E＝8. 0 V C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝8 N D．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J 【参考答案】．BD 【命题意图】本题考查了安培力、闭合电路欧姆定律、平衡条件、能量守恒定律及其相关的知识点。 【解题思路】当闭合开关S后，导体棒中电流方向从a到b，导体棒沿圆弧摆动，说明所受安培力向右，由左手定则可判断出磁场方向为竖直向下，不可能竖直向上，选项A错误。根据题述最后导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°，可知此时导体棒重力沿导轨圆弧切线方向的分力mgsin53°等于安培力沿导轨圆弧切线方向的分力BILcos53°，即mgsin53°= BILcos53°，解得：I=8A，由闭合电路欧姆定律，E=IR=8V，选项B正确。导体棒在摆动过程中所受安培力F＝BIL=0.5×8×0.2N=0.8 N，选项C错误。由能量守恒定律，导体棒在摆动过程中电源提供的电能为E能=mgL（1-cos53°）=0.048J，选项D正确。 5.　(多选)如图所示，两根足够长、电阻不计且相距L＝0.2 m的平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压U＝4 V的小灯泡，两导轨间有一磁感应强度大小B＝5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。今将一根长为2L、质量m＝0.2 kg、电阻r＝1.0 Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0