《（新課標(biāo)）2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（六十六）電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（題型研究課）（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（六十六）電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（題型研究課）（含解析）（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、（新課標(biāo)）2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（六十六）電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（題型研究課）（含解析）1.如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)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(wú)摩擦地滑動(dòng)。ef及線框中導(dǎo)線的電阻不計(jì)。開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則()Aef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速Bef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止Cef將勻速向右運(yùn)動(dòng)Def將往返運(yùn)動(dòng)解析：選Aef向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則和左手定則可知，ef受到向左的安培力而做減速運(yùn)動(dòng)，直到停止，由FBILma，知ef做的是加速度減
2、小的減速運(yùn)動(dòng)，故A正確。2.(多選)如圖所示，平行的金屬導(dǎo)軌與電路處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，一金屬桿放在金屬導(dǎo)軌上，在恒定外力F作用下做勻速運(yùn)動(dòng)，則在開(kāi)關(guān)S()A閉合瞬間通過(guò)金屬桿的電流增大B閉合瞬間通過(guò)金屬桿的電流減小C閉合后金屬桿先減速后勻速D閉合后金屬桿先加速后勻速解析：選AC金屬桿做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源，在開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，外電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，干路電流增加，即通過(guò)金屬桿的電流增加，故A正確，B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S閉合前，拉力和安培力平衡，開(kāi)關(guān)S閉合后，電流增加，根據(jù)安培力公式FBIL，安培力增加，故拉力小于安培力，金屬桿做減速運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，電流減小，安培力減小，
3、加速度減小，當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度減小到最小值，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。3.(多選)如圖所示，在水平桌面上固定兩條相距為l的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻也為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)。整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過(guò)固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)?，F(xiàn)若從靜止開(kāi)始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度(物塊不會(huì)觸地)，g表示重力加速度，其他電阻不計(jì)，則()A電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到aB物塊下落的最大加速度為gC若h足夠
4、大，物塊下落的最大速度為D通過(guò)電阻R的電荷量為解析：選AC由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a，A正確；物塊剛下落時(shí)加速度最大，由牛頓第二定律有2mammg，最大加速度：am，B錯(cuò)誤；對(duì)導(dǎo)體棒與物塊組成的整體，當(dāng)所受的安培力與物塊的重力平衡時(shí)，達(dá)到最大速度，即mg，所以vm，C正確；通過(guò)電阻R的電荷量q，D錯(cuò)誤。4.如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和直導(dǎo)線的電阻均不計(jì)?，F(xiàn)給MN一初速度，使MN向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(
5、)A電容器兩極板間的電壓為零B電阻兩端的電壓為BLvC電容器所帶電荷量為CBLvD為保持MN勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為解析：選C當(dāng)MN向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，穩(wěn)定后，電容器既不充電也不放電，無(wú)電流產(chǎn)生，故電阻兩端沒(méi)有電壓，電容器兩極板間的電壓為UEBLv，所帶電荷量QCUCBLv，A、B錯(cuò)誤，C正確；MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，因無(wú)電流而不受安培力，由平衡條件知拉力為零，D錯(cuò)誤。5.(2019湖南重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)、不計(jì)電阻的兩組平行光滑金屬導(dǎo)軌，寬度均為L(zhǎng)，上方連接一阻值為R的定值電阻，虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩根完全相同的金屬桿1和
6、2靠在導(dǎo)軌上，金屬桿長(zhǎng)度與導(dǎo)軌寬度相等且與導(dǎo)軌接觸良好，電阻均為r、質(zhì)量均為m；將金屬桿1固定在磁場(chǎng)的上邊緣，且仍在磁場(chǎng)內(nèi)，金屬桿2從磁場(chǎng)邊界上方h0處由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將金屬桿2從磁場(chǎng)邊界上方h(hh0)處由靜止釋放，在金屬桿2進(jìn)入磁場(chǎng)的同時(shí)，由靜止釋放金屬桿1，下列說(shuō)法正確的是()A兩金屬桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍bB回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為C磁場(chǎng)中金屬桿1與金屬桿2所受的安培力大小、方向均不相同D任何時(shí)刻金屬桿1與2的速度之差均為2解析：選B根據(jù)右手定則判斷知兩金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向右，則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎a，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)金屬桿2在磁場(chǎng)中
7、勻速下降時(shí)，速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由平衡條件得BILmg，又I，聯(lián)立得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)左手定則判斷知兩金屬桿所受安培力的方向均向上，方向相同，由公式FBIL可知安培力的大小也相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金屬桿2剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v；在金屬桿2進(jìn)入磁場(chǎng)后，由于兩金屬桿任何時(shí)刻受力情況相同，因此任何時(shí)刻兩者的加速度也都相同，在相同時(shí)間內(nèi)速度的增量也必相同，即v10v2v，則v2v1v，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(多選)(2019上海虹口模擬)如圖所示，光滑水平面上有水平條形區(qū)域和，其內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度均為s，區(qū)域和之間有一寬度為L(zhǎng)3s的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，一質(zhì)量為
8、m、邊長(zhǎng)為s的正方形線框在水平恒定外力作用下從距區(qū)域左邊界s處由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)線框能勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域和，則下列說(shuō)法正確的是()A線框通過(guò)區(qū)域和區(qū)域時(shí)的速度大小之比為1B區(qū)域與區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為1C線框通過(guò)區(qū)域和區(qū)域過(guò)程產(chǎn)生的熱量相等D線框進(jìn)入?yún)^(qū)域和區(qū)域過(guò)程通過(guò)線框某一橫截面的電荷量相等解析：選AC由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v1，v2，線框通過(guò)區(qū)域和區(qū)域時(shí)的速度大小之比1，故A正確；通過(guò)區(qū)域時(shí)，能勻速通過(guò)，說(shuō)明受到的安培力等于外力，即F安B1I1s，I1，所以F安，在區(qū)域和之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框做加速運(yùn)動(dòng)，所以進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)線框的速度大于進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)的速度，因?yàn)榫€框能勻速通過(guò)區(qū)域，同理，F(xiàn)
9、安，有，所以 1，B錯(cuò)誤；因?yàn)榫€框在區(qū)域和區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能不變，所以兩個(gè)過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量等于外力做的功，兩個(gè)過(guò)程中外力不變，相對(duì)水平面的位移相同，所以兩個(gè)過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量相等，C正確；根據(jù)q，可得q1，q2，由于兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同，所以線框進(jìn)入?yún)^(qū)域和區(qū)域過(guò)程通過(guò)線框某一橫截面的電荷量不相等，D錯(cuò)誤。7(2019恩施模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，其下端與電阻R連接；導(dǎo)體棒ab電阻為r，導(dǎo)軌和導(dǎo)線電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上。若棒ab以一定初速度v下滑，則關(guān)于棒ab的下列說(shuō)法正確的是()A所受安培力方向水平向左B可能以速度v勻速下滑C剛下滑瞬間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為B
10、LvD減少的重力勢(shì)能等于電阻R產(chǎn)生的內(nèi)能解析：選B根據(jù)右手定則判斷可知，棒ab中感應(yīng)電流方向從ba，由左手定則判斷得知，棒ab所受的安培力方向水平向右，如圖所示，故A錯(cuò)誤；若安培力沿導(dǎo)軌向上的分力與重力沿導(dǎo)軌向下的分力大小相等，棒ab可能以速度v勻速下滑，故B正確；剛下滑瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBLvcos ，故C錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律得知，若棒ab勻速下滑，其減少的重力勢(shì)能等于電阻R和棒ab產(chǎn)生的內(nèi)能之和；若棒ab加速下滑，其減少的重力勢(shì)能等于電阻R和棒ab產(chǎn)生的內(nèi)能與棒ab增加的動(dòng)能之和；若棒ab減速下滑，其減少的重力勢(shì)能和動(dòng)能之和等于電阻R和棒ab產(chǎn)生的內(nèi)能之和，所以減少的重力勢(shì)能不等于
11、電阻R產(chǎn)生的內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。8(多選)如圖所示，平行且足夠長(zhǎng)的兩條光滑金屬導(dǎo)軌，相距L0.4 m，導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為30，其電阻不計(jì)。把完全相同的兩金屬棒(長(zhǎng)度均為0.4 m)ab、cd分別垂直于導(dǎo)軌放置，并使金屬棒的兩端都與導(dǎo)軌良好接觸。已知兩金屬棒的質(zhì)量均為m0.1 kg、電阻均為R0.2 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.5 T。當(dāng)金屬棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬棒cd恰好能保持靜止(g10 m/s2)，則()AF的大小為0.5 NB金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.0 VC金屬棒ab兩端的電壓為1.0 VD金屬棒ab
12、的速度為5.0 m/s解析：選BD對(duì)于金屬棒cd有mgsin BIL，解得回路中的電流I2.5 A，所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2IR1.0 V，選項(xiàng)B正確；UabIR0.5 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于金屬棒ab有FBILmgsin ，解得F1.0 N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有EBLv，解得金屬棒ab的速度為v5.0 m/s，選項(xiàng)D正確。9(2017海南高考) 如圖，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面(紙面)內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，左端連有阻值為R的電阻。一金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。已知金屬桿以速度v0向右進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)
13、域右邊界(圖中虛線位置)時(shí)速度恰好為零。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。除左端所連電阻外，其他電阻忽略不計(jì)。求金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域正中間時(shí)所受安培力的大小及此時(shí)電流的功率。解析：設(shè)金屬桿由開(kāi)始到停止的位移為x，整個(gè)過(guò)程中加速度大小為a，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：0v022ax設(shè)金屬桿在中間的位置時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v2v02ax解得：vv0金屬桿運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域正中間時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：EBlv依據(jù)閉合電路歐姆定律，則電路中電流為：I則金屬桿運(yùn)動(dòng)到中間位置時(shí)，所受到的安培力為：FBIl；金屬桿中電流的功率為：PI2R。答案：10(2018江蘇高考)如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面
14、與水平面的夾角為，間距為d。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開(kāi)后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過(guò)程中，金屬棒(1)末速度的大小v；(2)通過(guò)的電流大小I；(3)通過(guò)的電荷量Q。解析：(1)金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v22as解得v。(2)金屬棒所受安培力F安IdB金屬棒所受合力Fmgsin F安根據(jù)牛頓第二定律有Fma解得I。 (3)金屬棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，其通過(guò)的電荷量QIt解得Q。答案：(1)(2)
15、(3)11電磁軌道炮利用電流和磁場(chǎng)的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來(lái)研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮示意如圖，圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開(kāi)關(guān)S接1，使電容器完全充電。然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，MN開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板間的電壓相等時(shí)，回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，之后離開(kāi)導(dǎo)軌。求：(1)磁場(chǎng)的方向；(2)MN剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的
16、大??；(3)MN離開(kāi)導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q。解析：(1)將S接1時(shí)，電容器充電，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，當(dāng)將S接2時(shí)，電容器放電，流經(jīng)MN的電流由M到N，又知MN向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。(2)電容器完全充電后，兩極板間電壓為E，當(dāng)S接2時(shí)，電容器放電，設(shè)剛放電時(shí)流經(jīng)MN的電流為I，有I設(shè)MN受到的安培力為F，有FIlB由牛頓第二定律，有Fma解得a。(3)當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，設(shè)電容器上電荷量為Q0，有Q0CES接2后，MN開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大值vmax時(shí)，設(shè)MN上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，有EBlvmax依題意有E設(shè)在此過(guò)程中MN的平均電流為，MN上受到的平均安培力為，有l(wèi)B由動(dòng)量定理，有tmvmax0又tQ0Q解得Q。答案：(1)垂直于導(dǎo)軌平面向下(2)(3)
（新課標(biāo)）2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)（六十六）電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題（題型研究課）（含解析）
