電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量的綜合應(yīng)用（單軌、雙軌、線框、圓盤(pán)、變磁場(chǎng)）-高考物理一輪復(fù)習(xí)測(cè)試卷（新高考）

專(zhuān)題突破卷14電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量的綜合應(yīng)用

（單軌、雙軌、線框、圓盤(pán)、變磁場(chǎng)）

60分鐘

/考點(diǎn)預(yù)覽

考點(diǎn)考向題型分布

電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、考向1:單軌模型4單選+12多選+4計(jì)算

能量、動(dòng)量的綜合應(yīng)考向2：雙軌等距模型

用（單軌、雙軌、線

考向3：雙軌不等距模型

框、圓盤(pán)、變磁場(chǎng)）

考向4：圓盤(pán)切割模型

考向5：線框切割模型

考向6：變磁場(chǎng)模型

考點(diǎn)突破

考點(diǎn)01;電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、能量、動(dòng)量的綜合應(yīng)用（單軌、雙軌、

線框、圓盤(pán)、變磁場(chǎng)）（4單選+12多選+4計(jì)算）

1.（2024?安徽?模擬預(yù)測(cè)）在光滑絕緣水平面上建立如圖所示的數(shù)軸，在xWO的范圍內(nèi)存在大小為綜，方

向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I,在x22/的范圍內(nèi)存在大小為22。，方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II,在

0<%<2/范圍內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)。一個(gè)均質(zhì)正方形導(dǎo)線框abed,以某一初速度從圖示位置沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，cd邊

恰好能到x=2/處，導(dǎo)線框始終垂直于磁場(chǎng)。則下列說(shuō)法正確的是（）

XXXX；?；........

III

III

XXXIX：II........

A.線框穿出磁場(chǎng)I的過(guò)程中和進(jìn)入磁場(chǎng)II的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向反

線框ab邊剛穿出磁場(chǎng)I時(shí)，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為=殂〃

？45

線框恰好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)im,ab邊受到的安培力大小4為/華/

D.線框穿出磁場(chǎng)I的過(guò)程中與進(jìn)入磁場(chǎng)II的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱之比為9：16

【答案】D

【詳解】A.線框穿出磁場(chǎng)I的過(guò)程中垂直紙面向里的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)?/p>

向，線框進(jìn)入磁場(chǎng)H的過(guò)程中，垂直紙面向外的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流為順時(shí)針，兩個(gè)

過(guò)程感應(yīng)電流方向相同，A錯(cuò)誤；

B.對(duì)全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理可得

—BQIJ,ty-ZBqkl,%2=0—加%

r=B￡_7：2穌尸

12

't2R

聯(lián)立解得線框ab邊剛穿出磁場(chǎng)I時(shí)的速度

線框成邊剛穿出磁場(chǎng)I時(shí)，必邊切割磁感線，cd邊相當(dāng)于電源，則仍兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

B錯(cuò)誤;

C.設(shè)線框恰好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)，線框的速度為V?，根據(jù)動(dòng)量定理可得

，G=0—加%

聯(lián)立解得

此時(shí)切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

此時(shí)感應(yīng)電流

F

I=~ab邊受到的安培力大小為

R

F=2B0Il

聯(lián)立可得

尸衛(wèi)

mR*2

C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)動(dòng)量定理

-BQIJ-tx=mv{-mvQ

解得

1mR

根據(jù)能量守恒定律可得線框穿出磁場(chǎng)I的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱

0加片一；加I

線框穿出磁場(chǎng)II的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱

12

Qi=~mvi

聯(lián)立可得

0：Q=9:16

D正確。

故選Do

XXXX

XXXIX

XXXX

三刃xx卜

ZZZZ//ZZZZZZZZ

O2/

2.（2024?福建泉州?模擬預(yù)測(cè)）一圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，整個(gè)銅盤(pán)處于垂

直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣接觸。從左向右看，銅盤(pán)以角速度。沿

順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。則對(duì)通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流判斷正確的是（）

3

A.方向C-尺玲。，大小不變

B.方向DfRfC,大小不變

C.方向C^R^D,大小隨時(shí)間周期性變化

D.方向。玲R玲C,大小隨時(shí)間周期性變化

【答案】B

【詳解】把銅盤(pán)視為閉合回路的一部分，在銅盤(pán)以角速度。沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤(pán)切割磁感線產(chǎn)

生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中有感應(yīng)電流，由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)?。玲R玲C,銅盤(pán)切割磁感線產(chǎn)生

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中感應(yīng)電流不變。

故選B。

3.（2024?湖南?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一"〈"形的光滑金屬導(dǎo)軌/OC,OA=OC=d,^4OC=60°,單位長(zhǎng)度的電

阻為燈。整個(gè)裝置豎直固定放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為加、

電阻不計(jì)且長(zhǎng)也為d的金屬棒平行于NC連線放置，。在金屬棒的中點(diǎn)。從。端開(kāi)始在一水平外力作用下

以速度V。水平向右勻速運(yùn)動(dòng)至4C端點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。關(guān)于金屬棒運(yùn)動(dòng)的整

個(gè)過(guò)程中（不含。點(diǎn)），下列說(shuō)法正確的是（）

A.通過(guò)金屬棒的電流不變

B.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?/p>

C./、C兩點(diǎn)的電勢(shì)始終有處＜外

D.整個(gè)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量為*理

【答案】A

【詳解】A.設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)的距離為％,可知金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流

E_25voxtan3O°_Bv0

~~R~2x~T~2R^

cos30°&

可知金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流為定值，故A正確；

B.根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，故B錯(cuò)誤；

C.金屬棒的上端為等效電源的正極，下端為負(fù)極，始終有%>%，故C錯(cuò)誤;

D.整個(gè)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量

Bvdcos30°_乖iBd

q-It-0

2R°vo

故D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上，兩銅片尸、0分別與圓盤(pán)的邊緣和

銅軸接觸，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定

B.若從上往下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿6到。的方向流過(guò)電阻R

C.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化

D.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

【答案】A

【詳解】A.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，根據(jù)

E=-B（or2

2

可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，則電流大小恒定，選項(xiàng)A正確；

B.若從上往下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，電流沿。到6的方向流過(guò)電阻R,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)

E=-B（or2

2

若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)

R

可知，電流在7?上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選Ao

5.（2024?河南?二模）如圖甲，a6cd和aT/d/為在同一水平面內(nèi)的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌，左右導(dǎo)軌間距分

別為2八L,整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)導(dǎo)軌間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為坳，右側(cè)導(dǎo)軌間的磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖乙規(guī)律變化，兩根金屬桿M、N分別垂直兩側(cè)導(dǎo)軌放置，N桿與cc之間恰好圍成一個(gè)邊

長(zhǎng)為工的正方形，〃桿中點(diǎn)用一絕緣細(xì)線通過(guò)輕質(zhì)定滑輪與一重物相連，上0時(shí)釋放重物，同時(shí)在N桿中點(diǎn)

處施加一水平向右的拉力巴兩桿在時(shí)間內(nèi)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，從力時(shí)刻開(kāi)始，拉力廠保持不變，重物

向下運(yùn)動(dòng)x距離時(shí)（M桿未到達(dá)定滑輪處），速度達(dá)到最大，己知M、N桿和重物的質(zhì)量都為加，M、N接

入電路的電阻都為凡不計(jì)導(dǎo)軌電阻，重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.0~曲時(shí)間內(nèi)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為處

%

ms

B.0~訪時(shí)間內(nèi)，施加在N桿上的拉力尸隨時(shí)間f變化的關(guān)系為尸=丁，

C.重物下落的最大速度為零3

D.從仁0時(shí)刻到重物達(dá)到最大速度的過(guò)程中，回路產(chǎn)生的焦耳熱為'竿-匕富

26n0L

【答案】AC

【詳解】A.0~%時(shí)間內(nèi)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

△①2A5

—-----L----

KtKt

根據(jù)圖乙可知

NB_BQ

△tt。

解得

二_A①_B^fi_

‘1——

Ntt0

故A正確;

B.根據(jù)圖乙可知

B=^-t

%

令or。時(shí)間內(nèi)回路的感應(yīng)電流為/,對(duì)M有

mg=BQI?2L

對(duì)N有

F=BIL

解得

F=、

2to

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)上述，電時(shí)刻的拉力大小為

時(shí)刻之后，對(duì)“與重物整體進(jìn)行分析有

mg—Bgl?2L=2max

對(duì)N進(jìn)行分析有

F。-BQIL=ma2

解得

1BJL

a\=a2=~S--------

2m

可知/、N的加速度大小相等，當(dāng)q=a2=0時(shí)，重物速度最大，即

2m

其中

IB0Lv+2B°Lv

~2R

解得

mgR

v——-----

3B出

故C正確；

D.在0~訪時(shí)間內(nèi)，有

［』=曳I

2R2Rt0

。=1.2Rto=*M、N桿的速度在任意時(shí)刻大小均相等，則從幼時(shí)刻開(kāi)始到重物最大速度的過(guò)程中有

2

mgx+Fx=—-3mv+Q2

解得

3加3g2H2

Qi=-mgx-

6B工

則回路產(chǎn)生的焦耳熱為

…+0=舒管-聯(lián)

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

6.（2024?山東?模擬預(yù)測(cè)）利用重力發(fā)電的某實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。水平邊界上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,金屬圓筒截面圓心為。，半徑為乙沿直徑固定勻質(zhì)導(dǎo)體棒。6,圓筒可沿過(guò)。的

水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，絕緣細(xì)線一端系在圓筒上，沿圓筒繞過(guò)多圈后下端連接質(zhì)量為加的重物。從靜止釋放后經(jīng)過(guò)

足夠長(zhǎng)時(shí)間，重物最終勻速下落。導(dǎo)體棒成電阻為尺，圓筒電阻不計(jì)，忽略轉(zhuǎn)軸處摩擦及空氣阻力，重力

加速度為g。重物勻速下落時(shí)（）

B.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為2mg

C.Oa進(jìn)出磁場(chǎng)一次，通過(guò)其某橫截面的電荷量為或0

D.圖示時(shí)刻，導(dǎo)體棒上從。到。及從。到6電勢(shì)都均勻變化

【答案】AB

【詳解】A.設(shè)重物勻速下落的速度大小為V,導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的部分切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=—BLv

2

等效電路如圖所示

R

2

重物重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為回路的電能，根據(jù)能量守恒，重力的功率等于回路電功率，有

解得

4mgR

B21}

A正確;

B.根據(jù)歐姆定律可知回路電流為

EBLv2mg

I=示=五=不

導(dǎo)體棒"受到的安培力為

FR=BIL=2mg

B正確；

C.。。進(jìn)出磁場(chǎng)一次，即重物下降的高度為半個(gè)圓周的長(zhǎng)度，又重物做勻速運(yùn)動(dòng)，Oa進(jìn)出磁場(chǎng)一次的時(shí)間

為

則通過(guò)其某橫截面的電荷量為

C錯(cuò)誤；

D.圖示時(shí)刻，電流方向由6經(jīng)過(guò)。到。，。到6電勢(shì)在均勻增加。從。到。切割磁感線的速度逐漸增加,

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)因素導(dǎo)致從。到。的電勢(shì)增加得越來(lái)越快，電流這個(gè)因素導(dǎo)致從。到“的電勢(shì)均勻減小,

從。到。，靠近。處切割的速度很小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于電流帶來(lái)的電勢(shì)降低量，綜合來(lái)看，從。到

”的電勢(shì)先減小后增加，D錯(cuò)誤；

故選AB。

7.（2024?江西宜春?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在豎直方向上有兩個(gè)相鄰且互不影響的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、II,兩磁

場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向分別垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁場(chǎng)寬度均為Z=1.0m。有一邊長(zhǎng)

￡=1.0m的正方形閉合線框仍力，從磁場(chǎng)外距離磁場(chǎng)人=0.2m處由靜止開(kāi)始下落后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)線框

邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)II區(qū)域的某位置后線框又開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。已知線框

的質(zhì)量加=0.2kg,重力加速度g取10m/sz,不計(jì)空氣阻力。以下說(shuō)法正確的是（）

A.線框在磁場(chǎng)I和II中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)ab邊上感應(yīng)電流方向都是a—b

B.線框仍邊剛穿出磁場(chǎng)II時(shí)的速度大小為0.5m/s

C.線框ab邊在磁場(chǎng)I和II中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為2.35s

D.線框邊在磁場(chǎng)I和II中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，線框產(chǎn)生的內(nèi)能為3.6J

【答案】BC

【詳解】A.線框尤邊在磁場(chǎng)I中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)?-。；線框仍邊在磁場(chǎng)

II中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)椤?,故A錯(cuò)誤；

B.線框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)I的速度為

%=J2g/z=2m/s

當(dāng)線框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力平衡可得

mg=BI0L=B^L=^^

KK

進(jìn)入磁場(chǎng)II區(qū)域的某位置后線框又開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，直到線框穿出磁場(chǎng)II,設(shè)此時(shí)的速度為外,根據(jù)平衡條

件有

mg=2BI]L-2B-----L=-------

RR

聯(lián)立解得

V）=0.5m/s

故B正確；

C,線框在磁場(chǎng)I區(qū)域時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

Zj=—=0.5s

%

在磁場(chǎng)II區(qū)域時(shí)有

A①

根據(jù)動(dòng)量定理可得

mgt2-2BILt2=mvt-mv0

聯(lián)立解得

t2=1.85s

線框ab邊在磁場(chǎng)I和II中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

t=t1+t2=2.35s

故C正確；

D.線框成邊在磁場(chǎng)I和II中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒可得

I212

Q=mg-2L+—mv0——mvx

解得

0=4.375J

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

8.（2024?安徽?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置兩個(gè)半徑分別

為乙、2￡的金屬圓環(huán)，兩金屬圓環(huán)處于同一水平面內(nèi)且圓心均為。點(diǎn)，長(zhǎng)為2c的金屬導(dǎo)體棒在兩金屬

圓環(huán)上繞。點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，6點(diǎn)為導(dǎo)體棒的中點(diǎn)。已知導(dǎo)體棒的電阻、定值電阻片和&的電阻均為R,導(dǎo)體

棒始終與兩金屬圓環(huán)接觸良好且。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小為v,其它電阻不計(jì)。在導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中,

下列說(shuō)法正確的是（）

B

Qn2r22

B.導(dǎo)體棒〃。所受安培力的功率為絲上

167?

3萬(wàn)瓦2

c.通過(guò)電阻4的電荷量為

R

97rB21V

D.電阻4產(chǎn)生的熱量為

16R

【答案】ABD

【詳解】A.由題意可知

v

2

故導(dǎo)體棒時(shí)段產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

V

v+—

3BLv

E=BL2

24

7

由閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流

E3BLv

R4R

故。、6兩點(diǎn)的電壓

〃E3BLv

U=—

28

故A正確;

B.因安培力的功率等于電源產(chǎn)生電能的功率，故

p=E[=g

16R

故B正確;

C.通過(guò)電源的電荷量

3BLv2萬(wàn)x2￡3兀B*

q=IT=

4RvR

故流經(jīng)定值電阻4的電荷量

q_3兀Bl}

2~2R

故c錯(cuò)誤；

D.由

可知，電阻A產(chǎn)生的熱量

c97lB20V

-----

R,16R

故D正確。

故選ABD。

9.（2024?四川成都?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，水平粗糙地面上有兩磁場(chǎng)區(qū)域，左右兩磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬

度均為L(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為3和28,左磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向下，右磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向上，兩

磁場(chǎng)間距為一個(gè)質(zhì)量為加、匝數(shù)為〃、電阻為R邊長(zhǎng)為z的正方形金屬線框以速度%水平向右進(jìn)入

左磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)金屬線框剛離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為匕，金屬線框離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下。金

屬線框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃。關(guān)于金屬線框的運(yùn)動(dòng)下列判斷正確的是（）

-2L?]?/7~

A.金屬線框從剛進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域到最終停止的過(guò)程中一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B.金屬線框通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為g加片-^mv；-5pmgL

C.金屬線框進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，通過(guò)金屬線框的電荷量為必

R

D.若金屬線框進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程所用時(shí)間為右則金屬線框剛好完全進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為

【答案】BC

【詳解】A.金屬框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得

f+F安

Cl—

m

金屬框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于安培力一直減小，則加速度一直減小，所以金屬線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中，做加速度減小的直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)金屬線框通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域全過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為。，金屬線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程,

由能量守恒定律得

解得

1,1,

Q——mv0——mvt-5/jmgL

故B正確；

C.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

萬(wàn)公小

E=n---

△t

由閉合電路的歐姆定律可知，平均感應(yīng)電流

1=1

R

通過(guò)金屬線框的電荷量

q—INt

解得

△①

q=n---

R

金屬線框進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中穿過(guò)金屬線框的磁通量

A①="

則通過(guò)金屬線框的電荷量為

BI}

q=n---

R

故C正確；

D.金屬線框進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中穿過(guò)金屬線框的磁通量

A①

通過(guò)金屬線框的電荷量

〃△①nBl}

q=—=----

RR

設(shè)金屬線框剛好完全進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小為V,該過(guò)程，對(duì)金屬線框，由動(dòng)量定理得

-BILt-jumgt=mv-mvQ

其中

It=q

解得

故D錯(cuò)誤。

故選BC。

10.（2024?河南?三模）福建艦是中國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦，配置電磁彈射和阻攔裝置。

如圖所示，某小組模擬電磁彈射實(shí)驗(yàn)，將兩根間距為上的長(zhǎng)直平行金屬導(dǎo)軌MN、尸。固定在水平面上，左

側(cè)通過(guò)開(kāi)關(guān)S接入電動(dòng)勢(shì)為后的電源，質(zhì)量為加、電阻為區(qū)長(zhǎng)度為￡的金屬棒垂直導(dǎo)軌靜止放置，導(dǎo)軌

處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。閉合開(kāi)關(guān)S,金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度，

即完成〃彈射〃。已知金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，不考慮其他電阻，不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法正確的是

x

M-_-———N

XXX

B

XXX

X____X____

A.金屬棒的速度為％時(shí)，金屬棒的加速度大小為巨互

mR

F

B.金屬棒能獲得的最大速度為與

BL

C.彈射過(guò)程中，流過(guò)金屬棒的電荷量為喘儲(chǔ)

Ftzu7?"

D.若彈射所用的時(shí)間為3則金屬棒的位移大小為黃-威

【答案】BD

【詳解】A.金屬棒的速度為%時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為

I=ETLV。

R

金屬棒的加速度大小為

E-BLv。

BILDLRBLEB2l3v

Cl———0

mmmRmR

故A錯(cuò)誤;

B.當(dāng)回路中的感應(yīng)電流為。時(shí)，金屬棒受到的安培力為0,金屬棒的速度達(dá)到最大，則有

E=BLvm

解得金屬棒的最大速度為

E

%=瓦

故B正確；

C.彈射過(guò)程中，設(shè)流過(guò)金屬棒的電荷量為4,由于金屬棒產(chǎn)生焦耳熱，根據(jù)能量守恒有

12

qE>-mvm

可得

mvLEm

q>—

2E2B92l39

故C錯(cuò)誤;

D.若彈射所用的時(shí)間為3對(duì)金屬棒根據(jù)動(dòng)量定理可得

2修=機(jī)匕

其中

22

V'1lv-1v_1n,E-BLv、TBLEt丁BLEtgZ

工2=￡BnILTTt=￡B(-'———Sv/=X

KKKRR

聯(lián)立解得金屬棒的位移大小為

EtmRE

、=瓦一”

故D正確。

故選BD.

11.（2024?遼寧?模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定，兩側(cè)的傾角均為々=37。，導(dǎo)軌間

距為4=1.0m,左右兩側(cè)均存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，且磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為

g=0.5T、S2=1.0TO質(zhì)量分別為g=0.4kg,咫=0.2kg導(dǎo)體棒1、2均垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒1,2的電

阻分別為4=20、鳥(niǎo)=30。右側(cè)的導(dǎo)體棒放在絕緣擋板上，f=0時(shí)刻將導(dǎo)體棒1由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間

%=2.3s導(dǎo)體棒2與擋板之間剛好沒(méi)有作用力。重力加速度g=10m/s2,導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌保持

良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，sin370=0.6,cos370=0,8=則下列說(shuō)法正確的是（）

B.時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒1沿導(dǎo)軌下滑的距離為12m

C.時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體棒1的電荷量為1.44C

D.0~時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒1中產(chǎn)生的焦耳熱為5.76J

【答案】AC

【詳解】A.。時(shí)導(dǎo)體棒2與擋板之間的作用力剛好為零，由力的平衡條件得

m2gsina=B2IL

對(duì)導(dǎo)體棒1有

E=BxLv

又

1=E

R、+A2

解得

v=12m/s

故A正確；

BC.對(duì)導(dǎo)體棒1由動(dòng)量定理得

mjgsina-t-BJLt=mv

又由法拉第電磁感應(yīng)定律得

豆=絲=也

Ntt

又

7=工-

K+R?

q=It

由以上可解得

q=\.44C,x=14.4m

故B錯(cuò)誤，C正確；

D.0~%時(shí)間內(nèi)，由能量守恒定律得

12c

/M]gxsma=—m1v+Q

解得

0=5.76J

導(dǎo)體梯1上產(chǎn)生的焦耳熱為

代入數(shù)據(jù)解得

Q=2.304J

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

12.（2024?山東?模擬預(yù)測(cè)）如圖，兩足夠長(zhǎng)、間距為￡的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間

一區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該區(qū)域左、右邊界的間距為"且均垂直于導(dǎo)軌。最初，邊長(zhǎng)為力的正方

形導(dǎo)體框成〃和長(zhǎng)為乙的金屬棒均靜止在導(dǎo)軌上，其質(zhì)量分別為3加、m,導(dǎo)體框每條邊的電阻均為五,金

屬棒的電阻為0?，F(xiàn)給導(dǎo)體框一水平向右、大小為%的初速度，導(dǎo)體框與金屬棒發(fā)生彈性碰撞，之后金屬

2

棒進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)金屬棒剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為此時(shí)導(dǎo)體框6c邊恰好進(jìn)入磁場(chǎng)。導(dǎo)體框的be邊

以及金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）

ab

XX

XX

d

A.金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為2%

B.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為叵百

V2Z3

C.金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)be邊電荷量的最大值為也遠(yuǎn)

2R

D.導(dǎo)體框離開(kāi)磁場(chǎng)后的速度大小為2

【答案】BC

【詳解】A.導(dǎo)體框和金屬棒發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，有

3加％=3機(jī)v框+加耍，1x3加V：=1x3加噓+|x加嗑

解得

2x3m33m-m1

—?！僖籢"F

故A錯(cuò)誤;

BC.設(shè)金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)金屬棒的最大電荷量為4,對(duì)金屬棒由動(dòng)量定理，有

-BIL?=-BLq=m--m

22

解得

金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，回路中的總電阻

%=/+然

結(jié)合

△①2BI}

q-----=-----

R總R

解得

mvR

B=0

2Z3

則此段時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體框的電荷量為g,導(dǎo)軌將浦、北邊短路，故通過(guò)6c邊的電荷量為

1yl2mv0RL

2q~2R

故BC正確;

D.設(shè)導(dǎo)體框離開(kāi)磁場(chǎng)后的速度大小為"，對(duì)其從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程，由動(dòng)量定理有

2

-Bl}v't=3加v-3”為

R'2

其中

不xK4R

R'=R+±——=—,Yvrt=2L

&+R3乙

2

解得

故D錯(cuò)誤。

故選BC?

13.（2024?四川成都?模擬預(yù)測(cè)）兩根相互平行、足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌NCD-N/CQ/固定于水平桌面上，左

側(cè)/。出。軌道間距為乙右側(cè)CD-GQ軌道間距為22,導(dǎo)軌所在區(qū)域存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為8。如圖所示，兩橫截面積相同、由同種金屬材料制成的導(dǎo)體棒。、6分別置于導(dǎo)軌的左右

兩側(cè)，已知導(dǎo)體棒。的質(zhì)量為加。某時(shí)刻導(dǎo)體棒。獲得一個(gè)初速度為開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接

觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。關(guān)于導(dǎo)體棒之后的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

,C1——------------D

X咨X

X潸XX

A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒0、6組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.導(dǎo)體棒.、6運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的速度之比為2:1

C.從開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒a的電荷量為普

JBL

D.從開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的過(guò)程中，導(dǎo)體棒6產(chǎn)生的熱量為gmv；

【答案】BD

【詳解】A.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒a、b的感應(yīng)電流大小相同，由于導(dǎo)體棒°、6長(zhǎng)度不同，所受

安培力大小不同，導(dǎo)體棒。、6組成的系統(tǒng)所受合力不為零，則導(dǎo)體棒°、6組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A

錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體棒a、b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)導(dǎo)體棒°、6產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，回路中

感應(yīng)電流為零，此后導(dǎo)體棒。、6做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律有

BLva=2BLvb

解得導(dǎo)體棒a、6運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的速度之比為

匕二

以彳

故B正確；

C.設(shè)導(dǎo)體棒。的電阻為7?,導(dǎo)體棒6的質(zhì)量為2加，電阻為2R,從導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定的過(guò)程中，以向

右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理，對(duì)導(dǎo)體棒。有

-BILt=mva-mv0

對(duì)導(dǎo)體棒b有

2BILt=2mvb

q=It

聯(lián)立解得

21mv

%=；"（），自二市n

JJJ￡>L

故c錯(cuò)誤；

D.全過(guò)程根據(jù)能量守恒定律，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱為

導(dǎo)體棒八6產(chǎn)生的焦耳熱之比為

a=1

a2

Q=Qa+Qb

聯(lián)立解得

12

mv

Qb=~0

故D正確。

故選BD。

14.（2024?江西吉安?模擬預(yù)測(cè)）如圖，光滑的水平導(dǎo)軌由間距為”的寬導(dǎo)軌和間距為￡的窄導(dǎo)軌組成，寬

導(dǎo)軌處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為25的勻強(qiáng)磁場(chǎng)片中，窄導(dǎo)軌處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)與中，由同一粗細(xì)均勻的直導(dǎo)棒截成的。、b兩段導(dǎo)棒分別垂直寬、窄導(dǎo)軌放置，。、6兩段導(dǎo)棒

的質(zhì)量分別為2〃八m,接入電路的電阻分別為27?、R,給導(dǎo)棒。一個(gè)向右的初速度%,當(dāng)。剛要滑離寬導(dǎo)

軌時(shí)加速度恰好為零，此后導(dǎo)棒?；险瓕?dǎo)軌，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，窄導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，兩導(dǎo)棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，下列說(shuō)法正確的是（）

A.導(dǎo)棒。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為竺?L

3mR

B.導(dǎo)棒a剛要滑離寬導(dǎo)軌時(shí)速度大小為3%

C.導(dǎo)棒b最終的速度大小為g%

75

D.整個(gè)過(guò)程回路中產(chǎn)生的焦耳熱為II加片

【答案】ABD

【詳解】A.導(dǎo)棒。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為

,08)2(2.1%2*%

3Rx2m3mR

故A正確；

B.設(shè)導(dǎo)棒。剛要滑離寬導(dǎo)軌時(shí)，a、6導(dǎo)體棒的速度分別為匕，%，則有

Blx2Lva=B2Lvb

對(duì)a、6導(dǎo)體棒根據(jù)動(dòng)量