2025版新教材高考物理一轮复习第13章电磁感应专题提分课8电磁感应中的动力学问题能量问题动量问题训练含解析鲁科版.doc

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电磁感应中的动力学问题、能量问题、动量问题

(建议用时：60分钟)

1.如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，轨道左侧连接肯定值电阻R，导体棒ab垂直导轨，导体棒ab和轨道的电阻不计。导体棒ab在水平外力作用下运动，外力F随时间t改变的规律如图乙所示，在0～t0时间内从静止起先做匀加速直线运动，则在t0时刻以后，导体棒ab的运动状况为()

A．始终做匀加速直线运动

B．做匀减速直线运动，直到速度为0

C．先做加速运动，最终做匀速直线运动

D．始终做匀速直线运动

C解析：设t0时刻导体棒ab的速度为v，则此时的感应电动势E＝BLv，电流I＝eq\f(BLv,R)，导体棒ab受到的安培力F安＝ILB＝eq\f(B2L2v,R)，依据牛顿其次定律得F－eq\f(B2L2v,R)＝ma，t0时刻后，拉力F不变，速度v增大，则加速度减小，导体棒ab做加速度减小的加速运动，当加速度减为0之后，做匀速直线运动，选项C正确，A、B、D错误。

2.在光滑水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内，磁感应强度大小为B。正方形闭合线圈的边长为L，沿x轴正方向运动，未进入磁场时以速度v0匀速运动，并能垂直磁场边界穿过磁场，那么()

A．bc边刚进入磁场时，bc边两端的电压为eq\f(BLv0,4)

B．线圈进入磁场过程中的电流方向为顺时针方向

C．线圈进入磁场后做匀减速直线运动

D．线圈进入磁场过程产生的焦耳热大于离开磁场过程产生的焦耳热

D解析：bc边刚进入磁场时，产生的感应电动势为E＝BLv0，则bc边两端的电压为Ubc＝eq\f(3,4)E＝eq\f(3,4)BLv0，选项A错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中的电流方向为逆时针方向，选项B错误；线圈进入磁场后受到向左的安培力作用，做减速直线运动，因速度减小，故安培力渐渐减小，加速度渐渐减小，故线框进入磁场后做加速度减小的减速直线运动，选项C错误；线圈中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，由于线圈进入磁场时受到的安培力较大，故线圈进入磁场过程产生的焦耳热大于离开磁场过程产生的焦耳热，选项D正确。

3.(多选)如图所示，质量为m＝0.04kg、边长为l＝0.4m的正方形导体线框abcd放置在一光滑绝缘斜面上，线框用一平行于斜面的细线系于O点，斜面倾角为θ＝30°。线框的一半处于磁场中，磁场的磁感应强度随时间的改变关系为B＝2＋0.5t(T)，方向垂直于斜面，已知线框电阻为R＝0.5Ω，重力加速度为g＝10m/s2。则()

A．线框中的感应电流方向为abcda

B．t＝0时，细线的拉力大小F＝0.2N

C．线框中的感应电流大小为I＝80mA

D．经过一段时间t，线框可能沿斜面对上运动

CD解析：由于磁场的磁感应强度随时间的改变关系为B＝2＋0.5t(T)，即磁感应强度增大，依据楞次定律可得感应电流的方向为adcba，A错误；依据法拉第电磁感应定律可得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S＝0.5×0.4×0.2V＝0.04V，则感应电流的大小为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.04,0.5)A＝0.08A＝80mA，C正确；t＝0时，磁感应强度为B＝2T，依据共点力的平衡条件可得F＋IlB＝mgsinθ，解得F＝mgsinθ－IlB＝(0.4sin30°－0.08×0.4×2)N＝0.136N，B错误；随着时间增大，磁感应强度渐渐增大，当安培力(方向沿斜面对上)大于重力沿斜面对下的分力时，线框沿斜面对上运动，D正确。

4.(多选)如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从实线Ⅰ位置起先向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的Ⅱ位置时，线框的速度为eq\f(v,2)。下列说法正确的是()

A．在位置Ⅱ时线框中的电功率为eq\f(B2a2v2,R)

B．此过程中线框中产生的内能为eq\f(3,8)mv2

C．在位置Ⅱ时线框的加速度为eq\f(B2a2v,2mR)

D．此过程中通过线框横截面的电荷量为eq\f(2Ba2,R)

AB解析：在Ⅱ位置时回路中产生的感应电动势为E＝2×Baeq\f(v,2)＝Bav，感应电流为I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bav,R)，线圈所受安培力大小为F＝2IaB＝eq\f(2B2a2v,R)，方向向左，则依据牛顿其次定律得加速度为a＝eq\f(F,m)＝eq\f(2B2a2v,mR)，选项C错误；此时线框中的电功率