2017高考物理电磁感应专题05与动力学相关电磁感应问题含解析.docx

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（mv02mgh）【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=mv02mgh，电阻R上产生的焦耳热为：QR=Q=（mv02mgh）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BLvC.电容器所带电荷量为CBLvD.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为【参考答案】C3.(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aB.物块下落的最大加速度为gC.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图94（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L20 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B0.5 T。一根质量m60 g、电阻R1 、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53， sin 530.8，g10 m/s2则()A磁场方向一定竖直向上B电源电动势E8. 0 VC导体棒在摆动过程中所受安培力F8 ND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FBIL=0.580.2N=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L0.2 m的平行金属导轨固定在倾角37的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压U4 V的小灯泡，两导轨间有一磁感应强度大小B5 T、方向垂直斜面向上的匀强磁场。今将一根长为2L、质量m0.2 kg、电阻r1.0 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0.25，已知金属棒下滑到速度稳定时，小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，则()A.金属棒刚开始运动时的加速度大小为3 m/s2B.金属棒刚开始运动时的加速度大小为4 m/s2C.金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6 m/sD.金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8 m/s【参考答案】BD 6.(2016山东莱州一中期末)如图10所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨电阻不计，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨面向上。两质量均为m、长均为l、电阻均为R的金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。开始时金属杆ab处在与磁场上边界相距l的位置，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆ab由静止释放，金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则()A.金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到aB.金属杆ab进入磁场时的速度大小为C.金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为D.金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零【参考答案】 AB7.(多选)如图所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的部分的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A.a点的电势高于b点的电势B.ab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量C.下滑的位移大小为D.受到的最大安培力大小为sin 【参考答案】ABC【名师解析】由右手定则