2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-专题强化二十三　电磁感应中的动力学和能量问题

专题强化二十三电磁感应中的动力学和能量问题基础对点练对点练1电磁感应中的动力学问题1.如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框的电阻不计,开始时,给ef一个向右的初速度,则()A.ef将减速向右运动,但不是匀减速运动B.ef将匀减速向右运动,最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动2.(多选)如图所示,U形光滑金属导轨与水平面成37°角倾斜放置,现将一金属杆垂直放置在导轨上且与两导轨接触良好,在与金属杆垂直且沿着导轨向上的外力F的作用下,金属杆从静止开始做匀加速直线运动。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,外力F的最小值为8N,经过2s金属杆运动到导轨最上端并离开导轨。已知U形金属导轨两轨道之间的距离为1m,导轨电阻可忽略不计,金属杆的质量为1kg,电阻为1Ω,磁感应强度大小为1T,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是()A.拉力F是恒力B.拉力F随时间t均匀增加C.金属杆运动到导轨最上端时拉力F为12ND.金属杆运动的加速度大小为2m/s23.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(d>L)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,t=0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v-t图像中,正确描述上述过程的可能是()4.(2025·江苏盐城模拟)如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行光滑金属导轨,导轨足够长,MP间接定值电阻R,金属杆cd保持与导轨垂直且接触良好。杆cd由静止开始下落并计时,杆cd两端的电压U、杆cd所受安培力的大小F随时间t变化的图像,以及通过杆cd的电流I、杆cd加速度的大小a随杆的速率v变化的图像,合理的是()对点练2电磁感应中的能量问题5.一半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环用一根长为L的绝缘轻细杆悬挂于O1点,杆所在的直线过圆环圆心,在O1点的正下方有一半径为L+2r的圆形匀强磁场区域,其圆心O2与O1点在同一竖直线上,O1点在圆形磁场区域边界上,如图所示。现使绝缘轻细杆从水平位置由静止释放,下摆过程中金属圆环所在平面始终与磁场垂直,已知重力加速度为g,不计空气阻力及其他摩擦阻力,下列说法正确的是()A.金属圆环最终会静止在O1点的正下方B.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为mgLC.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为12mg(L+2rD.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为12mg(L+r6.(多选)如图所示,水平虚线L1、L2之间是匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框,底边水平,其上下边长之比为5∶1,AB边长为L,高为2h。现使线框AB边在磁场边界L1的上方高h处由静止自由下落(下落过程底边始终水平,线框平面始终与磁场方向垂直),当AB边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,在DC边进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动。重力加速度为g,忽略空气阻力,则下列说法中正确的是()A.从AB边进入磁场到DC边进入磁场的过程中,线框做匀速运动,线框中感应电流恒定B.从AB边进入磁场到AB边离开磁场的过程中,线框中感应电流沿逆时针方向C.从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中,线框重力势能的减少量全部转化为线框产生的焦耳热D.DC边刚进入磁场时,线框的加速度大小为547.(多选)如图所示,两根间距为d的足够长光滑金属导轨,平行放置在倾角为θ=30°的绝缘斜面上,导轨的右端接有电阻R,整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。导轨上有一质量为m、电阻也为R的导体棒与两导轨垂直且接触良好,导体棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.导体棒返回时先做加速运动,最后做匀速直线运动B.导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电荷量q=BdLC.导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功W=12(mv02D.导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量Q=12(mv028.(多选)在如图所示的甲、乙、丙图中,MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上,导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中,导体棒和导轨间的摩擦不计,导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0,在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是()A.甲图中,棒ab最终做匀速运动B.乙图中,棒ab匀减速运动直到最终静止C.丙图中,棒ab最终做匀速运动D.甲、乙、丙图中,棒ab最终都静止综合提升练9.(12分)如图,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为l=0.40m的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ=5.0×10-3Ω/m;在t=0到t=3.0s时间内,磁感应强度大小随时间t的变化关系为B=0.3-0.1t(T)。求:(1)(6分)t=2.0s时金属框所受安培力的大小;(2)(6分)在t=0到t=2.0s时间内金属框产生的焦耳热。10.(16分)如图(a),固定的绝缘斜面MNPQ倾角θ=37°,虚线OO1与底边MN平行,且虚线OO1下方分布有垂直于斜面向上(设为正方向)的匀强磁场,磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像如图(b)。质量m=3.0×10-2kg、边长L=2.0×10-1m、电阻R=2.0×10-3Ω粗细均匀的正方形导线框abcd置于斜面上,一半处在OO1的下方,另一半处在OO1的上方,ab与OO1平行。已知t=0时,