高考物理一轮复习 自主测评课件 第11章　专题16　电磁感应中的动量问题和综合问题

第十一章电磁感应专题16电磁感应中的动量问题和综合问题配套练习2451361[2025南通海门统考]如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场．边长为L的正方形线框abcd的总电阻为R.除ab边为硬质金属杆外，其他边均为不可伸长的轻质金属细线，并且cd边保持不动，杆ab的质量为m.将线框拉至水平后由静止释放，杆ab第一次摆到最低位置时的速率为v.重力加速度为g，忽略空气阻力．关于该过程，下列说法正确的是(

)A.a端电势始终低于b端电势B.杆ab中电流的大小、方向均保持不变245136答案：C245136245136答案：B245363如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有黑箱．t＝0时刻起电阻为R的导体棒ab以一定的初速度放上导轨向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，不计导轨电阻．则(

)A.若黑箱中是电池，棒的最终速度与初速度有关B.若黑箱中是线圈，棒做简谐运动C.若黑箱中是电阻，棒的速度随位移均匀减小D.若黑箱中是电容器，棒的最终速度与初速度无关1245361245361答案：C245364[2025南通二模]如图所示，正方形导线框在光滑水平面上以某初速度进入有界匀强磁场，线框边长是磁场宽度的一半，线框穿过磁场的过程中，感应电流i随时间t的变化关系和速度v随位移x的变化关系图像，可能正确的是(

)1245361245361245361答案：D－x图应该线性变化，线框完全进入磁场后，通过线框的磁通量为定值，所以没有安培力，线框做匀速直线运动，出磁场时同理可得线框v－x图应该也为线性变化，C错误，D正确．245365[2026南通海安检测]如图所示，在水平面内固定着间距为L的两根光滑平行金属导轨(导轨足够长且电阻忽略不计)，导轨MN两点右侧处在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．在导轨的左端接入电动势为E、内阻不计的电源和电容为C的电容器．先将金属棒a静置在导轨上，闭合开关S1、S3，让a运动速度达到v0时断开S1，同时将金属棒b静置在导轨上，经过一段时间后，流经a的电流为零．已知a、b的长度均为L，电阻均为R，质量均为m，在运动过程中与导轨垂直并保持良好接触．124536(1)求开关S1、S3闭合，a运动速度刚为v0时a的加速度大小．(2)求b产生的焦耳热Qb.(3)若将棒a、b均静置在水平轨道上，闭合开关S1、S2，稍后再断开S1同时闭合S3，求两棒最终速度的大小．1245361解析：(1)a切割磁感线产生的电动势E1＝Blv0，245361(3)闭合开关S1、S2，稍后再断开S1同时闭合S3，两棒同时加速，直到匀速运动，对电容器，放电荷量q＝C(E－BLv)，对棒a，某时刻经极短时间Δt，BILΔt＝mΔv，245366[2025甘肃卷]在自动化装配车间，常采用电磁驱动的机械臂系统，如图所示，ab、cd为两条足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计．导轨置于磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨上有与之垂直并接触良好的金属机械臂1和2，质量均为m，电阻均为R.导轨左侧接有电容为C的电容器．初始时刻，机械臂1以初速度v0向右运动，机械臂2静止，运动过程中两机械臂不发生碰撞．系统达到稳定状态后，电流为零，两机械臂速度相同．124536(1)求初始时刻机械臂1的感应电动势大小和感应电流方向；(2)系统达到稳定状态前，若机械臂1和2中的电流分别为I1和I2，写出两机械臂各自所受安培力的大小；若电容器两端电压为U，写出电容器电荷量的表达式；(3)求系统达到稳定状态后两机械臂的速度．若要两机械臂不相撞，二者在初始时刻的间距至少为多少？1245361解析：(1)由法拉第电磁感应定律可知，初始时刻机械臂1的感应电动势大小为E＝BLv0，由右手定则可知感应电流方向沿机械臂1向上．(2)在达到稳定前，两机械臂电流分别为I1和I2，两机械臂安培力的大小分别为F1＝BI1L，F2＝BI2L，设电容器所带电荷量为Q，则Q＝CU.245361245361结合(2)问分析，在任意时刻有U＝BLv1－I1R＝BLv2＋I2R，即BL(v1－v2)＝I2R＋I1R，对该式两边取全过程时间的累计有BL(v1－v2)Δt＝I2R