2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业3-2-9-4(小专题)电磁感应中地动力学和能.doc

实用文案 PAGE 标准文档 第4课时　(小专题)电磁感应中的动力学和能 量问题 基本技能练　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2014·广东卷，15)如图1所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块 (　　)  图1 A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在P中的下落时间比在Q中的长 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大 解析　由于电磁感应，小磁块在铜管P中下落时除受重力外还受到向上的磁场力，而在塑料管Q中下落时只受到重力，即只在Q中做自由落体运动，机械能守恒，故A、B错误；在P中下落时的加速度较小，下落时间较长，落至底部时的速度较小，故C正确，D错误。 答案　C ▲如图所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为50 cm，金属导体棒ab质量为0.1 kg，电阻为0.2 Ω，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F＝0.1 N拉动ab，使其从静止开始运动，则 (　　) A．导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向M B．导体棒ab运动的最大速度为10 m/s C．导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变 D．导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和 解析　由右手定则可判断电阻R中的感应电流方向是从M流向P，A错；当金属导体棒受力平衡时，其速度将达到最大值，由F＝BIL，I＝eq \f(Em,R总)＝eq \f(BLvm,R总)可得F＝eq \f(B2L2vm,R总)，代入数据解得vm＝10 m/s，B对；感应电动势的最大值Em＝1 V，a、b两点的电势差为路端电压，最大值小于1 V，C错；在达到最大速度以前，F所做的功一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的动能，D错。 答案　B 2．(多选)如图2所示，MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属轨道，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，轨道宽度为L，与轨道平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力Tm＝2mgsin θ。今将cd棒由静止释放，则细线被拉断时，cd棒的 (　　) 图2 A．速度大小是eq \f(2mgrsin θ,B2L2) B．速度大小是eq \f(mgrsin θ,B2L2) C．加速度大小是2gsin θ D．加速度大小是0 解析　由静止释放后cd棒沿斜面向下做加速运动，随着速度的增大，E＝BLv变大，I＝eq \f(E,2r)也变大，F＝BIL也变大，对ab棒，当T＝2mgsin θ＝mgsin θ＋BIL时细线刚好被拉断，此时v＝eq \f(2mgrsin θ,B2L2)，cd棒这时向上的安培力与沿斜面向下的重力的分力平衡，加速度大小是0，故选项A、D正确，选项B、C错误。 答案　AD 3．(多选)如图3所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，上端接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直导体棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导轨和导体棒的电阻可忽略。让导体棒沿导轨由静止开始下滑，导轨和导体棒接触良好，不计它们之间的摩擦。重力加速度为g。下列选项正确的是 (　　) 图3 A．导体棒下滑时的最大加速度为gsin θ B．导体棒匀速运动时所受的安培力为mgsin θ C．导体棒匀速运动时产生的电动势为eq \f(mgtan θ,BL)R D．导体棒匀速运动时的速度为eq \f(mgRsin θ,B2L2cos2 θ) 解析　导体棒刚开始下滑时所受合外力最大，为mgsin θ，所以产生的加速度最大，为gsin θ，A正确；当导体棒匀速运动时，由受力分析知，安培力F＝mgtan θ，所以B错误；由F＝BIL得I＝eq \f(F,BL)＝eq \f(mgtan θ,BL)，所以电动势E＝IR＝eq \f(mgtan θ,BL)R，C正确；由E＝BLvcos θ，得v＝eq \f(mgRsin θ,B2L2cos2 θ)，所以D正确。 答案　ACD ▲(多选)(2014·河北唐山一模)如图所示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨与水平面间夹角为30°，两虚线EF、GH之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为L，两金属杆的长度和两导轨的间