課時(shí)分層精練(五十七)

課時(shí)分層精練(五十七)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量問(wèn)題基礎(chǔ)落實(shí)練1．[2024·廣東汕頭統(tǒng)考三模]如圖所示為某精密電子器件防撞裝置，電子器件T和滑軌PQNM固定在一起，總質(zhì)量為m1，滑軌內(nèi)置勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.受撞滑塊K套在PQ，MN滑軌內(nèi)，滑塊K上嵌有閉合線圈abcd，線圈abcd總電阻為R，匝數(shù)為n，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，滑塊K(含線圈)質(zhì)量為m2，設(shè)T、K一起在光滑水平面上以速度v0向左運(yùn)動(dòng)，K與固定在水平面上的障礙物C相撞后速度立即變?yōu)榱悖挥?jì)滑塊與滑軌間的摩擦作用，ab大于滑軌長(zhǎng)度，對(duì)于碰撞后到電子器件T停下的過(guò)程(線圈bc邊與器件T未接觸)，下列說(shuō)法正確的是()A．線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaB．線圈受到的最大安培力為eq\f(n2B2L2v0,R)C．電子器件T做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D．通過(guò)線圈某一橫截面電荷量為eq\f(m2v0,nBL)2．(多選)[2024·全國(guó)模擬預(yù)測(cè)]如圖甲所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距L＝0.4m，導(dǎo)軌的左端與阻值R＝0.3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；在導(dǎo)軌x>0側(cè)，存在沿x方向均勻增大的磁場(chǎng)，其方向垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨位置x的變化如圖乙所示，現(xiàn)有一根質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r＝0.1Ω的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，棒在外力F作用下，從x＝0處以初速度v0＝2m/s沿導(dǎo)軌向右作變速運(yùn)動(dòng)，且金屬棒MN在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的安培力大小不變，下列說(shuō)法中正確的是()A．金屬棒MN向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．金屬棒MN在x＝1m處的速度大小為eq\f(1,2)m/sC．金屬棒MN從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝1m過(guò)程中外力F所做的功為0.175JD．金屬棒MN從x＝0運(yùn)動(dòng)到x＝2m過(guò)程中，流過(guò)金屬棒MN的電荷量為2C3．[2024·江西上饒高三校聯(lián)考階段練習(xí)]如圖甲所示，兩電阻不計(jì)，且足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌與水平面的夾角α＝37°，導(dǎo)軌下端接一阻值R＝0.3Ω的定值電阻．空間中存在垂直導(dǎo)軌所在平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)體棒ab的長(zhǎng)度和導(dǎo)軌間距均為L(zhǎng)＝0.2m，導(dǎo)體棒電阻r＝0.1Ω、質(zhì)量m＝0.2kg.在導(dǎo)體棒ab上施加一沿導(dǎo)軌平面向上的作用力F，使導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度為g＝10m/s2，sin37°＝0.6，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．(1)若F為恒力，大小為1.6N，求導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度；(2)若作用力F的大小隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，力F作用過(guò)程中導(dǎo)體棒ab的速度大小與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖丙所示，則圖中Fm和v1的大小分別為多少；(3)在上述題設(shè)(2)的作用力下，已知0～4s內(nèi)導(dǎo)體棒克服外力F做功為4.4J，求0～4s內(nèi)電路產(chǎn)生的焦耳熱．4．[2023·新課標(biāo)卷]一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的正方形金屬線框，每邊電阻為R0，置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上．寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩虛線為磁場(chǎng)邊界，如圖(a)所示．(1)使金屬框以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的左、右邊框始終與磁場(chǎng)邊界平行，金屬框完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，速度大小降為它初速度的一半，求金屬框的初速度大?。?2)在桌面上固定兩條光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與磁場(chǎng)邊界垂直，左端連接電阻R1＝2R0，導(dǎo)軌電阻可忽略，金屬框置于導(dǎo)軌上，如圖(b)所示．讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的上、下邊框處處與導(dǎo)軌始終接觸良好．求在金屬框整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R1產(chǎn)生的熱量．素養(yǎng)提升練5．[2024·廣東佛山統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)]如圖，平行金屬導(dǎo)軌MM′、NN′和平行金屬導(dǎo)軌PQR、P′Q′R′固定在水平臺(tái)面上，平行金屬導(dǎo)軌間距均為L(zhǎng)＝1m，M′N(xiāo)′與PP′高度差為h1＝0.6m．導(dǎo)軌MM、NN′左端接有R＝3.0Ω的電阻，導(dǎo)軌平直部分存在寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝2T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；導(dǎo)軌PQR與P′Q′R′，其中PQ與P′Q′是圓心角為60°、半徑為r＝0.9m的圓弧形導(dǎo)軌，QR與Q′R′是水平長(zhǎng)直導(dǎo)軌．QQ′右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝4T方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒a質(zhì)量m1＝0.2kg，接在電路中的電阻R1＝2.0Ω；導(dǎo)體棒b質(zhì)量m2＝0.3kg，接在電路中的電阻R2＝6.0Ω.導(dǎo)體棒a從距離導(dǎo)軌MM′、NN平直部分h＝1.25m處?kù)o止釋放，恰能無(wú)碰撞地從PP′滑入右側(cè)平行導(dǎo)軌，且始終沒(méi)有與棒b相碰．重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)導(dǎo)軌電阻、一切摩擦及空氣阻力．