2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）素養(yǎng)提升23　電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題

素養(yǎng)提升23電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題1.如圖所示，在一勻強磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于絕緣水平面內(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（）A.ef將減速向右運動，但不是勻減速運動 B.ef將勻減速向右運動，最后停止C.ef將勻速向右運動 D.ef將往返運動2.兩根足夠長的光滑導(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a→bB.金屬棒剛進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BD.金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時，電阻R的熱功率為mgBL3.（多選）如圖，兩根足夠長且光滑平行的金屬導(dǎo)軌PP'、QQ'傾斜放置，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端與水平放置的兩金屬板M、N相連，板間距離足夠大，板間有一帶電微粒，金屬棒ab水平跨放在導(dǎo)軌上，下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)同時由靜止釋放帶電微粒和金屬棒ab，則下列說法中正確的是（）A.金屬棒ab最終可能勻速下滑B.金屬棒ab一直加速下滑C.金屬棒ab下滑過程中M板電勢高于N板電勢D.帶電微粒不可能先向N板運動后向M板運動4.（2024·安徽合肥模擬）如圖所示，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長，且電阻不計。ab是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，金屬桿具有一定的質(zhì)量和電阻，開始時，將開關(guān)S斷開，讓桿ab由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉合。若從S閉合開始計時，金屬桿下落的速度大小可能（）A.始終增加 B.先增加后減小C.始終不變 D.先減小后增大5.（多選）（2024·江西宜春模擬）兩足夠長的平行金屬直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ＝37°，間距L＝1m，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B＝1T，兩根相同的質(zhì)量均為m＝1kg的金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.75，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示光滑的輕質(zhì)定滑輪，一端懸吊一重物M＝2kg，另一端連接金屬棒Q，定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行，將兩金屬棒同時由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運動狀態(tài)。兩金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，閉合回路中除兩金屬棒以外電阻均不計，已知每根金屬棒在兩導(dǎo)軌間的電阻均為R＝1Ω，重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列說法正確的是（）A.金屬棒Q的最大速度為16m/s B.金屬棒Q的最大加速度為8m/s2C.最終金屬棒P、Q的加速度都是0 D.金屬棒P先加速后勻速6.如圖所示，粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)線框abcd放在傾角為θ＝30°的絕緣光滑斜面上，通過輕質(zhì)細(xì)線繞過光滑的定滑輪與木塊相連，細(xì)線和線框共面、與斜面平行。距線框cd邊為L0的MNQP區(qū)域存在著垂直于斜面、大小相等、方向相反的兩個勻強磁場，EF為兩個磁場的分界線，ME＝EP＝L2。現(xiàn)將木塊由靜止釋放后，木塊下降，線框沿斜面上滑，恰好勻速進入和離開勻強磁場。已知線框邊長為L1（L1＜L2）、質(zhì)量為m、電阻大小為R，木塊質(zhì)量也為m，重力加速度為g，試求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；（2）導(dǎo)線框通過勻強磁場過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q。7.（2024·山東濟寧期末）如圖所示，快遞公司用水平傳送帶傳送快遞，傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，速度大小恒為v0＝3m/s。質(zhì)量為m＝1kg的快遞，上表面固定一“日”字形線框，ab邊長L＝0.1m，ae邊長為2L，c、d為兩長邊的中點，ab、cd、ef的電阻均為r＝0.04Ω，其余部分電阻不計。傳送帶右側(cè)存在磁感應(yīng)強度為B＝3T、方向豎直向下、寬度為L的勻強磁場，其邊界與ab平行。已知線框的ab邊進入磁場區(qū)域前快遞已與傳送帶保持相對靜止，線框的質(zhì)量忽略不計，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g＝10m/s2。