（浙江选考）2021版新高考物理一轮复习 12 第九章 电磁感应 交变电流 4 题型探究课六 电磁感应中的动力学和能量问题达标检测巩固提能

题型探究课六电磁感应中的动力学和能量问题1.如图，在光滑水平桌面上有一边长为l、电阻为r的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dl)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列vt图象中，可能正确描述上述过程的是()解析：选d.线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由eblv、i及fbilma可知安培力减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故选项d正确2(2020丽水质检)如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为w1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为w2，通过导线截面的电荷量为q2，则()aw1w2，q1q2bw1w2，q1q2dw1w2，q1q2解析：选d.设线框的长为l1，宽为l2，速度为v，线框所受的安培力大小为fabil2，又i，ebl2v，则得fa.线框匀速运动，外力与安培力平衡，则外力的大小为ffa，外力做功为wfl1l1，可见，外力做功与所用时间成反比，则有w1w2.两种情况下，线框拉出磁场时穿过线框的磁通量的变化量相等，根据感应电荷量公式q可知，通过导线截面的电荷量相等，即有q1q2，故选d.3(2020绍兴高三测试)如图所示，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，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v0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()a金属棒在导轨上做匀减速运动b整个过程中电阻r上产生的焦耳热为c整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为d整个过程中金属棒克服安培力做功为解析：选d.设某时刻的速度为v，则此时的电动势eblv，安培力f安，由牛顿第二定律有f安ma，则金属棒做加速度减小的减速运动，选项a错误；由能量守恒定律知，整个过程中克服安培力做功等于电阻r和金属棒上产生的焦耳热之和，即w安qmv，选项b错误，d正确；整个过程中通过导体棒的电荷量q，得金属棒在导轨上发生的位移x，选项c错误4如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为r，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为m，斜面上ef线(ef平行底边)的上方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为b，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行底边，则下列说法正确的是()a线框进入磁场前运动的加速度为b线框进入磁场时匀速运动的速度为c线框做匀速运动的总时间为d该匀速运动过程产生的焦耳热为(mgmgsin )l2解析：选d.由牛顿第二定律，mgmgsin (mm)a，解得线框进入磁场前运动的加速度为，选项a错误；由平衡条件，mgmgsin f安0，f安bil1，i，ebl1v，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v，选项b错误；线框做匀速运动的总时间为t，选项c错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程产生的焦耳热等于系统重力势能的减小，为(mgmgsin )l2，选项d正确5(2020嘉兴月考)如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置，其宽度l1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m与p之间连接阻值为r0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的oa段为曲线，ab段为直线，导轨电阻不计，g10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)，求：(1)磁感应强度b的大小；(2)金属棒ab在开始运动的1.5 s内，通过电阻r的电荷量；(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内，电阻r上产生的热量解析：(1)金属棒在ab段匀速运动，由题中图象乙得：v7 m/s，i