2025年高考物理复习十九：动量观点在电磁感应中的应用（含解析）.docxVIP

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专题强化练(十九)动量观点在电磁感应中的应用

(40分钟50分)

一、选择题

1.(6分)(2024·常州模拟)如图所示,两光滑平行长直导轨间距为d,固定在水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。两质量都为m、电阻都为r的导体棒L1、L2平行放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,初始两导体棒距离足够远,L1静止,L2以初速度v0向右运动,不计导轨电阻,忽略感应电流产生的磁场。则 ()

A.导体棒L1的最终速度为v0

B.导体棒L2产生的焦耳热为3

C.通过导体棒横截面的电量为m

D.两导体棒初始距离最小值为m

2.(6分)水平面上放置两个互相平行的足够长的金属导轨,间距为d,电阻不计,其左端连接一阻值为R的电阻。导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。质量为m、长度为d、阻值为R且与导轨接触良好的导体棒MN以速度v0垂直导轨水平向右运动直到停下。不计一切摩擦,则下列说法正确的是 ()

A.导体棒运动过程中所受安培力先做正功再做负功

B.导体棒在导轨上运动的最大距离为2

C.整个过程中,电阻R上产生的焦耳热为12m

D.整个过程中,导体棒的平均速度大于v

3.(6分)(多选)(2023·宿州模拟)如图所示,有方向垂直于光滑绝缘水平桌面的两匀强磁场,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=3B,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,一个水平放置在桌面上的边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框,以初速度v垂直磁场方向从图示位置开始向右运动,当线框恰有一半进入右侧磁场时速度为v2,则下列判断正确的是 (

A.v=16

B.此时线框的加速度大小为4

C.此过程中通过线框截面的电荷量为4

D.此时线框的电功率为4

4.(6分)(2023·成都模拟)如图,电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD,直宽轨EF、GH和连接直轨BE、GD构成,整个导轨处于同一水平面内,AB∥CD∥EF∥GH,BE和GD共线且与AB垂直,窄轨间距为L2,宽轨间距为L。空间有方向竖直向上的匀强磁场,宽轨所在区域的磁感应强度大小为B0,窄轨所在区域的磁感应强度大小为2B0。棒长均为L、质量均为m、电阻均为R的均匀金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好。初始时刻,b棒静止在宽轨上,a棒从窄轨上某位置以平行于AB的初速度v0向右运动。a棒距窄轨右端足够远,宽轨EF、GH足够长。则 (

A.a棒刚开始运动时,b棒的加速度大小为B

B.经过足够长的时间后,a棒的速度大小为23v

C.整个过程中,a棒克服安培力做的功等于ab两棒上的发热量

D.整个过程中,b棒产生的焦耳热为16m

二、计算题

5.(12分)(2023·合肥模拟)两足够长且不计电阻的光滑金属轨道如图甲所示放置,间距为d=1m,在左端弧形轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a,弧形轨道与平直轨道的连接处光滑无摩擦,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆a、b的电阻分别为Ra=2Ω、Rb=5Ω,在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T。现杆b以初速度大小v0=5m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a,杆a由静止滑到平直轨道的过程中,通过杆b的平均电流为0.3A;从a下滑到平直轨道时开始计时,a、b运动的速度—时间图像如图乙所示(以a运动方向为正方向),其中ma=2kg,mb=1kg,g取10m/s2,求:

(1)杆a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时的速度大小;

(2)杆a在弧形轨道上运动的时间;

(3)杆a在平直轨道上运动过程中通过其截面的电荷量;

(4)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热。

6.(14分)(2024·滨州模拟)如图,间距为L的足够长的光滑平行导轨HGEF放置在水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于HGEF平面,导体棒cd垂直导轨静止放置。间距也为L的光滑平行导轨NMPQ与水平面夹角为θ,MP间有一电容器,倾斜导轨NMPQ在水平面上的投影与水平导轨重合,磁感应强度也为B的匀强磁场垂直于NMPQ平面,导体棒ab垂直导轨在距离NQ为L处由静止释放,由倾斜导轨滑落与水平导轨碰撞,立刻沿水平导轨向右运动。两导体棒始终未相碰,最后达到共同速度v。已知两导体棒质量均为m,导体棒cd的电阻为R,不计导轨及导体棒ab的电阻,重力加速度为g。求:

(1)两导体棒在水平导轨上运动过程中,导体棒cd产生的焦耳热Q;

(2)两导体棒在水平导轨上运动过程中其距离减少量Δx;

(3)电容器的电容C。

解析版

一、选择题

1.(6分)(2024·常州模拟)如图所示,两光滑平行长直导轨间距为d,固定在水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。两质量都为m、电阻都为r的导体棒L1、L2平行放置在导轨上,与导轨垂直且接触良好,