2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題（Word版含答案）

1、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題練習(xí)一、選擇題1.如圖所示，在一勻強磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動桿ef及線框的電阻不計，開始時，給ef一個向右的初速度，則()Aef將減速向右運動，但不是勻減速運動Bef將勻減速向右運動，最后停止Cef將勻速向右運動Def將往返運動2(多選)水平放置的U形導(dǎo)軌足夠長，置于方向豎直向上的勻強磁場中，如圖所示磁感應(yīng)強度大小B5 T，導(dǎo)軌寬度L0.4 m，左側(cè)與R0.5 的定值電阻連接，右側(cè)有導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m2.0 kg，電阻r0.5 ，

2、與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0.2，其余電阻可忽略不計導(dǎo)體棒ab在大小為10 N的水平外力F作用下，由靜止開始運動了x40 cm時，速度達(dá)到最大，運動過程中導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好，取g10 m/s2.下列說法正確的是()A導(dǎo)體棒ab加速度為零時速度最大B導(dǎo)體棒ab運動的最大速度是2.0 m/sC當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為1 m/s時，導(dǎo)體棒ab的加速度是1.0 m/s2D導(dǎo)體棒ab由靜止達(dá)到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是0.15 J3.兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，頂端接阻值為R的電阻質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場上邊界某處由靜止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強

3、度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場垂直，如圖所示不計導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A金屬棒在磁場中運動時，流過電阻R的電流方向為abB金屬棒剛進(jìn)磁場時一定做加速運動C金屬棒的速度為v時，金屬棒所受的安培力大小為eq f(B2L2v,R)D金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時，電阻R的熱功率為(eq f(mg,BL)2R4(多選)如圖甲所示，兩間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，左端用導(dǎo)線連接，導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強磁場中，一根長度也為L、電阻為R的金屬棒放在導(dǎo)軌上，在平行于導(dǎo)軌向右、大小為F的恒力作用下向右運動，金屬棒運動過程中，始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，金屬棒運動的加速度與

4、速度關(guān)系如圖乙所示，不計金屬導(dǎo)軌及左邊導(dǎo)線電阻，金屬導(dǎo)軌足夠長，若圖乙中的a0、v0均為已知量，則下列說法正確的是()A金屬棒的質(zhì)量為eq f(F,a0)B勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為eq f(1,L)eq r(f(FR,v0)C當(dāng)拉力F做功為W時，通過金屬棒橫截面的電荷量為eq f(W,r(FR)D某時刻撤去拉力，此后金屬棒運動過程中加速度大小與速度大小成正比5.(多選)如圖所示，兩根間距為d的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為30的斜面上，導(dǎo)軌的右端接有電阻R，整個裝置放在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金

5、屬棒以一定的初速度v0在沿著導(dǎo)軌上滑一段距離L后返回，不計導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用，重力加速度為g.下列說法正確的是()A導(dǎo)體棒返回時先做加速運動，最后做勻速直線運動B導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中通過R的電荷量qeq f(BdL,R)C導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中克服安培力做的功Weq f(1,2)(mv02mgL)D導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Qeq f(1,2)(mv02mgL)6(多選)如圖甲，間距L1.0 m且足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌ab、cd固定在水平面上，左側(cè)ac間接有R2.0 的電阻，垂直于導(dǎo)軌跨接一根質(zhì)量m1.0 kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，不計金屬桿與導(dǎo)軌

6、的電阻長為s(s足夠長)、寬為L的矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁場右邊界緊鄰金屬桿，磁感應(yīng)強度大小B2 T從t0時刻起，金屬桿(在方向平行于導(dǎo)軌的水平外力F作用下)和磁場向右運動的vt圖像分別如圖乙中的P和Q，下列說法正確的是()At0時刻，R兩端的電壓為0Bt1.0 s時刻，金屬桿所受安培力的大小為2 N、方向水平向右Ct3.0 s時刻，金屬桿所受外力F做功的功率為9.0 WD02.0 s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為4.0 C7(多選)如圖，U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，ab和dc邊平行，和bc邊垂直ab、dc足夠長，整個金屬框電阻可忽略一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，

7、用水平恒力F向右拉動金屬框，運動過程中，裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中，MN與金屬框保持良好接觸，且與bc邊保持平行經(jīng)過一段時間后()A金屬框的速度大小趨于恒定值B金屬框的加速度大小趨于恒定值C導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值D導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值8.(多選)如圖所示，電阻不計的光滑U形金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上區(qū)域、中磁場方向均垂直斜面向上，區(qū)中磁感應(yīng)強度隨時間均勻增加，區(qū)中為勻強磁場阻值恒定的金屬棒從無磁場區(qū)域中a處由靜止釋放，進(jìn)入?yún)^(qū)后，經(jīng)b下行至c處反向上行運動過程中金屬棒始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好在第一次下行和上行的過程中，以下敘述正確的是()A金屬棒下行過b時的速度大于上

8、行過b時的速度B金屬棒下行過b時的加速度大于上行過b時的加速度C金屬棒不能回到無磁場區(qū)D金屬棒能回到無磁場區(qū)，但不能回到a處9.(多選)由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平在線圈下邊進(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可能出現(xiàn)的是()A甲和乙都加速運動B甲和乙都減速運動C甲加速運動，乙減速運動D甲減速運動，乙加速運動10.如圖甲所示，

9、MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成30角固定，間距為L1 m，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直放置在軌道上且與軌道接觸良好，其阻值忽略不計空間存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強度為B0.5 TP、M間接有阻值為R1的定值電阻，Q、N間接電阻箱R.現(xiàn)從靜止釋放ab，改變電阻箱的阻值R，測得最大速度為vm，得到eq f(1,vm)與eq f(1,R)的關(guān)系如圖乙所示若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度g取10 m/s2，則()A金屬桿中感應(yīng)電流方向為a指向bB金屬桿所受的安培力沿軌道向下C定值電阻的阻值為1 D金屬桿的質(zhì)量為1 kg11.(多選)如圖所示，U形光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成3

10、7角傾斜放置，現(xiàn)將一金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌接觸良好，在與金屬桿垂直且沿著導(dǎo)軌向上的外力F的作用下，金屬桿從靜止開始做勻加速直線運動整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，外力F的最小值為8 N，經(jīng)過2 s金屬桿運動到導(dǎo)軌最上端并離開導(dǎo)軌已知U形金屬導(dǎo)軌兩軌道之間的距離為1 m，導(dǎo)軌電阻可忽略不計，金屬桿的質(zhì)量為1 kg、電阻為1 ，磁感應(yīng)強度大小為1 T，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.下列說法正確的是()A拉力F是恒力B拉力F隨時間t均勻增加C金屬桿運動到導(dǎo)軌最上端時拉力F為12 ND金屬桿運動的加速度大小為2 m/s212.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水

11、平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫，取狹縫所在處O點為坐標(biāo)原點，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連，導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力F作用下從O點開始以速度v向右勻速運動，忽略所有電阻，下列說法正確的是()A通過金屬棒的電流為2BCv2tan B金屬棒到達(dá)x0時，電容器極板上的電荷量為BCvx0tan C金屬棒運動過程中，電容器的上極板帶負(fù)電D金屬棒運動過程中，外力F做功的功率恒定二、非選擇題13如圖所示，電阻不計且間距L1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，左端接一阻值R6 的電阻導(dǎo)軌間、區(qū)域中有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度相同的勻強

12、磁場，其中區(qū)域和區(qū)域間距x10.25 m，區(qū)域足夠長有一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r2 的金屬桿與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿在一個大小F1 N、方向水平向右的恒力作用下，從距區(qū)域左端x0.2 m處由靜止開始運動，并恰好勻速穿過區(qū)域(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??；(2)求金屬桿剛進(jìn)入?yún)^(qū)域時的加速度；(3)金屬桿由靜止開始運動位移x01.0 m時，已經(jīng)在區(qū)域做勻速直線運動，求此過程中電阻R產(chǎn)生的熱量14如圖甲所示，有一邊長為L1.2 m、質(zhì)量為m1 kg的正方形單匝線框abcd，放在光滑水平面上在水平恒定拉力F的作用下，穿過垂直水平面向下、磁感應(yīng)強度為B0.1 T的勻強磁場區(qū)域線框cd邊剛進(jìn)入磁場時的速

13、度為v02 m/s.在t3 s時刻cd邊剛出磁場邊界從cd邊進(jìn)入磁場到cd邊離開磁場區(qū)域的3 s時間內(nèi)線框運動的vt圖像如圖乙所示求：(1)線框cd邊在剛進(jìn)入磁場時，c、d兩點間的電勢差Ucd；(2)恒力F的大??；(3)線框從cd邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛離開磁場的過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱Q.15如圖甲所示，相距L1 m的兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，與水平面夾角37，導(dǎo)軌電阻不計，質(zhì)量m1 kg、接入電路電阻為r0.5 的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌的PM兩端接在外電路上，定值電阻阻值R1.5 ，電容器的電容C0.5 F，電容器的耐壓值足夠大，導(dǎo)軌所在平面內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強

14、磁場在開關(guān)S1閉合、S2斷開的狀態(tài)下將導(dǎo)體棒ab由靜止釋放，導(dǎo)體棒的vt圖像如圖乙所示，sin 370.6，取重力加速度g10 m/s2.(1)求磁場的磁感應(yīng)強度大小B；(2)在開關(guān)S1閉合、S2斷開的狀態(tài)下，當(dāng)導(dǎo)體棒下滑的距離x5 m時，定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為21 J，此時導(dǎo)體棒的速度與加速度分別是多大？(3)現(xiàn)在開關(guān)S1斷開、S2閉合的狀態(tài)下，由靜止釋放導(dǎo)體棒，求經(jīng)過t2 s時導(dǎo)體棒的速度大小16.如圖甲所示，一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L0.5 m，NQ兩端連接阻值R2.0 的電阻，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角30，一質(zhì)量m10.40 kg、接入電路的阻值r1.0 的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的輕質(zhì)定滑輪與質(zhì)量m20.80 kg的重物相連細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在00.3 s內(nèi)通過的電荷量是0.30.6 s內(nèi)通過電荷量的eq f(2