課時分層精練(五十七)

課時分層精練(五十七)電磁感應中的動力學、能量和動量問題基礎落實練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)置勻強磁場的磁感應強度為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邊長為L，滑塊K(含線圈)質(zhì)量為m2，設T、K一起在光滑水平面上以速度v0向左運動，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挥嫽瑝K與滑軌間的摩擦作用，ab大于滑軌長度，對于碰撞后到電子器件T停下的過程(線圈bc邊與器件T未接觸)，下列說法正確的是()A．線圈中感應電流方向為abcdaB．線圈受到的最大安培力為eq\f(n2B2L2v0,R)C．電子器件T做勻減速直線運動D．通過線圈某一橫截面電荷量為eq\f(m2v0,nBL)2．(多選)[2024·全國模擬預測]如圖甲所示，平行光滑金屬導軌水平放置，兩軌相距L＝0.4m，導軌的左端與阻值R＝0.3Ω的電阻相連，導軌電阻不計；在導軌x>0側(cè)，存在沿x方向均勻增大的磁場，其方向垂直導軌平面向下，磁感應強度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置于導軌上，并與導軌垂直，棒在外力F作用下，從x＝0處以初速度v0＝2m/s沿導軌向右作變速運動，且金屬棒MN在運動過程中受到的安培力大小不變，下列說法中正確的是()A．金屬棒MN向右做勻加速直線運動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運動到x＝1m過程中外力F所做的功為0.175JD．金屬棒MN從x＝0運動到x＝2m過程中，流過金屬棒MN的電荷量為2C3．[2024·江西上饒高三校聯(lián)考階段練習]如圖甲所示，兩電阻不計，且足夠長的平行光滑導軌與水平面的夾角α＝37°，導軌下端接一阻值R＝0.3Ω的定值電阻．空間中存在垂直導軌所在平面向上、磁感應強度大小為B＝1T的勻強磁場．導體棒ab的長度和導軌間距均為L＝0.2m，導體棒電阻r＝0.1Ω、質(zhì)量m＝0.2kg.在導體棒ab上施加一沿導軌平面向上的作用力F，使導體棒ab沿導軌由靜止開始運動．已知重力加速度為g＝10m/s2，sin37°＝0.6，導軌足夠長，導體棒沿導軌運動的過程中始終與導軌垂直且接觸良好．(1)若F為恒力，大小為1.6N，求導體棒最終勻速運動的速度；(2)若作用力F的大小隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，力F作用過程中導體棒ab的速度大小與時間的關系圖像如圖丙所示，則圖中Fm和v1的大小分別為多少；(3)在上述題設(2)的作用力下，已知0～4s內(nèi)導體棒克服外力F做功為4.4J，求0～4s內(nèi)電路產(chǎn)生的焦耳熱．4．[2023·新課標卷]一邊長為L、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磁場，磁感應強度大小為B，兩虛線為磁場邊界，如圖(a)所示．(1)使金屬框以一定的初速度向右運動，進入磁場．運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行，金屬框完全穿過磁場區(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直金屬導軌，導軌與磁場邊界垂直，左端連接電阻R1＝2R0，導軌電阻可忽略，金屬框置于導軌上，如圖(b)所示．讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運動，進入磁場．運動過程中金屬框的上、下邊框處處與導軌始終接觸良好．求在金屬框整個運動過程中，電阻R1產(chǎn)生的熱量．素養(yǎng)提升練5．[2024·廣東佛山統(tǒng)考模擬預測]如圖，平行金屬導軌MM′、NN′和平行金屬導軌PQR、P′Q′R′固定在水平臺面上，平行金屬導軌間距均為L＝1m，M′N′與PP′高度差為h1＝0.6m．導軌MM、NN′左端接有R＝3.0Ω的電阻，導軌平直部分存在寬度為d、磁感應強度B1＝2T方向豎直向上的勻強磁場；導軌PQR與P′Q′R′，其中PQ與P′Q′是圓心角為60°、半徑為r＝0.9m的圓弧形導軌，QR與Q′R′是水平長直導軌．QQ′右側(cè)存在磁感應強度B2＝4T方向豎直向上的勻強磁場，導體棒a質(zhì)量m1＝0.2kg，接在電路中的電阻R1＝2.0Ω；導體棒b質(zhì)量m2＝0.3kg，接在電路中的電阻R2＝6.0Ω.導體棒a從距離導軌MM′、NN平直部分h＝1.25m處靜止釋放，恰能無碰撞地從PP′滑入右側(cè)平行導軌，且始終沒有與棒b相碰．重力加速度g＝10m/s2，不計導軌電阻、一切摩擦及空氣阻力．