2020届高考物理总复习10专题四电磁感应中的动力学和能量综合问题针对训练（含解析）.docx

10 专题四电磁感应中的动力学和能量综合问题1如图410所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈、分别用同种导线绕制而成，其中为边长为L的正方形，是长为2L、宽为L的矩形，将两个线圈同时从图示位置由静止释放线圈下边进入磁场时，立即做了一段时间的匀速运动，已知两线圈在整个下落过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力，则()图410A下边进入磁场时，也立即做匀速运动B从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈做加速度不断减小的加速运动C从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈做加速度不断减小的减速运动D线圈先到达地面解析：线圈的电阻是的倍，线圈进入磁场时产生的感应电动势是的2倍，即RR，E2E，由I得，II；由F安BIL，FBI2L，FBIL，则FF，但GG，由于进入磁场做匀速运动，即FG，则FG，所以进入磁场立即做加速度不断减小的减速运动，A、B错误，C正确；因线圈、进入磁场时速度相同，但此后匀速，减速，故后到达地面，D错误答案：C2(2019年湖北重点中学联考)如图411所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，两导轨的平面与水平方向的夹角为.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab棒上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab棒上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab棒都与导轨保持垂直，且初速度都相等则下列说法正确的是()图411A两次上升的最大高度有HhB有磁场时ab棒所受合力的功大于无磁场时合力的功C有磁场时，电阻R产生的焦耳热为mvD有磁场时，ab棒上升过程的最小加速度为gsin解析：没加磁场时，机械能守恒，动能全部转化为重力势能加有磁场时，动能的一部分转化为重力势能，还有一部分转化为整个回路的内能，则加有磁场时的重力势能小于没加磁场时的重力势能，即hH，故A错误；由动能定理知，合力的功等于导体棒动能的变化量，有、无磁场时，棒的初速度相等，末速度都为零，则知ab棒所受合力的功相等，故B错误；设电阻R产生的焦耳热为Q，根据能量守恒知有mvQmgh，则Qd.一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域上边界某一高度处静止释放，在穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同重力加速度为g，空气阻力忽略不计则下列说法正确的是 ()图413A线框进入区域时与离开区域时的电流方向相同B线框进入区域时与离开区域时所受安培力的方向相同C线框有可能匀速通过磁场区域D线框通过区域和区域产生的总热量为Q2mg(dh)解析：由楞次定律可知，线框进入区域时感应电流为逆时针方向，而离开区域时的电流方向为顺时针方向，故选项A错误；由楞次定律可知，线框进入区域时与离开区域时所受安培力的方向相同，均向上，选项B正确；因穿过两磁场区域的过程中，通过线框的电流及其变化情况相同，则可知线框进入区域时一定是做减速运动，选项C错误；线框离开磁场区域的速度应等于离开磁场区域的速度，则在此过程中，线圈的机械能的减小量等于线框通过区域产生的电能，即Q2mg(dh)，则线框通过区域和区域产生的总热量为Q2Q22mg(dh)，选项D正确答案：BD5(多选)如图414所示，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框的横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h.初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计则下列说法中正确的是()图414A线框进入磁场时的速度为B线框的电阻为C线框通过磁场的过程中产生的热量Q2mghD线框通过磁场的过程中产生的热量Q4mgh解析：从初始时刻到线框上边缘刚进入磁场，由机械能守恒定律得3mg2hmg2h4m，解得线框刚进入磁场时的速度v，故A对；线框上边缘刚进磁场时，恰好做匀速直线运动，故受合力为零，3mgBILmg，I，解得线框的电阻R，故B对；线框匀速通过磁场的距离为2h，产生的热量等于系统重力势能的减少量，即Q3mg2hmg2h4mgh，故C错，D对答案：ABD6两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L.导轨上面垂直放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图415所示两根导体棒的质量皆为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0.若两导体棒在运动中始终不接触，则：图415(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2)当ab棒的速度变为初速度的时，cd棒的加速度是多少？解析：(1)两棒速度相同时产生的焦耳热最多从开始到两棒达到相同速度v的过程中，两棒的总动量守恒，有mv02mv根据能量守恒定律，整个过程中产生的焦耳热Qmv(2m)v2mv.(2)设ab