第十二章　第5練　專題強化：動量觀點在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用-2025高中物理大一輪復(fù)習(xí)

1.(多選)如圖所示，半徑為r的粗糙四分之一圓弧導(dǎo)軌與光滑水平導(dǎo)軌平滑相連，四分之一圓弧導(dǎo)軌區(qū)域沒有磁場，水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，導(dǎo)軌間距為l，ab、cd是質(zhì)量為m、接入電路中電阻為R的金屬棒，導(dǎo)軌電阻忽略不計。cd靜止在水平導(dǎo)軌上，ab從四分之一圓弧導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，在圓弧導(dǎo)軌上克服阻力做功eq\f(1,2)mgr，水平導(dǎo)軌足夠長，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，且不會相撞，重力加速度為g。從ab棒進入水平導(dǎo)軌開始，下列說法正確的是()A．a(chǎn)b棒先做勻減速運動，最后做勻速運動B．cd棒先做勻加速直線運動，最后和ab以相同的速度做勻速運動C．a(chǎn)b棒剛進入磁場時，cd棒電流為eq\f(Bl\r(gr),2R)D．a(chǎn)b棒的最終速度大小為eq\f(\r(gr),2)2.(多選)(2024·廣東廣州市開學(xué)考)如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接，右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊寬度為d區(qū)域有方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、長為L、電阻為2R的金屬棒從高為h處由靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中()A．流過定值電阻的電流方向是Q→NB．金屬棒兩端電勢差的最大值為BLeq\r(2gh)C．電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mg(h－μd)D．金屬棒通過磁場所用的時間為eq\f(\r(2gh),μg)－eq\f(B2L2d,3μmgR)3．(多選)(2023·湖南長沙市長郡中學(xué)二模)如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌MN、M′N′左端通過導(dǎo)線與電源和不帶電電容器相連，導(dǎo)軌平面水平且處于豎直向下的勻強磁場中，有一定阻值的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將開關(guān)S與1閉合，當(dāng)棒達到穩(wěn)定運動狀態(tài)后S與2閉合，導(dǎo)軌足夠長，電源內(nèi)阻不計。則()A．S與1閉合后，棒ab做勻加速直線運動B．從S與1閉合到棒ab達到某一速度，電源消耗的電能等于棒獲得的動能和電路產(chǎn)生的焦耳熱之和C．S與2閉合后，棒ab中電流不斷減小直到零D．S與2閉合后，棒ab的速度不斷減小直到零4.(多選)(2023·遼寧省名校聯(lián)盟一模)如圖所示，水平面上固定著兩根相距L且電阻不計的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處于方向豎直向下的勻強磁場中，銅棒a、b的長度均等于導(dǎo)軌間距，a、b兩棒的電阻不為零，質(zhì)量均為m，銅棒平行放置在導(dǎo)軌上且始終與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)給銅棒a一個平行導(dǎo)軌向右的初速度v0，下列說法正確的是()A．若此后運動過程中兩棒不發(fā)生碰撞，則最終va<vbB．若此后運動過程中兩棒發(fā)生彈性碰撞，則最終va<vbC．若此后運動過程中兩棒不發(fā)生碰撞，則回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為eq\f(1,4)mv02D．若此后運動過程中兩棒發(fā)生彈性碰撞，則回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為eq\f(1,4)mv025.(多選)如圖，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌M、N固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間距離為L，垂直導(dǎo)軌平面有豎直向下的勻強磁場，以CD為分界線，左邊磁感應(yīng)強度大小為2B，右邊為B，兩導(dǎo)體棒a、b垂直導(dǎo)軌靜止放置，a棒距CD足夠遠，已知a、b棒質(zhì)量均為m、長度均為L、電阻均為r，棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)使a獲得一瞬時水平速度v0，在兩棒運動至穩(wěn)定的過程中(a棒還沒到CD分界線)，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b系統(tǒng)機械能守恒B．a(chǎn)、b系統(tǒng)動量不守恒C．通過導(dǎo)體棒a的電荷量為eq\f(2mv0,5BL)D．導(dǎo)體棒a產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(2mv\o\al(02),5)6.(2023·湖南卷·14)如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L，兩導(dǎo)軌及其所構(gòu)成的平面均與水平面成θ角，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。現(xiàn)將質(zhì)量均為m的金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置，每根金屬棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為R。運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻忽略不計，重力加速度為g。(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運動時的速度大小v0；(2)在(1)問中，當(dāng)棒a勻速運動時，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計時，經(jīng)過時間t0，兩棒恰好達到相同的速度v，求速度v的大小，以及時間t0內(nèi)棒a相對于棒b運動的距離Δx。7.(2023·全國甲卷·25)如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為l，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R、長度也為l的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為3m的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為v0的速度向P運動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點。P在導(dǎo)軌上運動時，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計空氣阻力。求：(1)金屬棒P滑出導(dǎo)軌時的速度大??；(2)金屬棒P在導(dǎo)軌上運動過程中產(chǎn)生的熱量；(3)與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運動的時間。8.(多選)(2023·遼寧卷·10)如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。