物理練習(xí)（新教材粵教版）第十二章專題強化練二十四電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題

1.如圖所示，在一勻強磁場中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動．桿ef及線框的電阻不計，開始時，給ef一個向右的初速度，則()A．ef將減速向右運動，但不是勻減速運動B．ef將勻減速向右運動，最后停止C．ef將勻速向右運動D．ef將往返運動2.兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，頂端接阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場上邊界某處由靜止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場垂直，如圖所示．不計導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A．金屬棒在磁場中運動時，流過電阻R的電流方向為a→bB．金屬棒剛進磁場時一定做加速運動C．金屬棒的速度為v時，金屬棒所受的安培力大小為eq\f(B2L2v,R)D．金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時，電阻R的熱功率為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(mg,BL)))2R3．(多選)(2023·黑龍江大慶市質(zhì)檢)如圖所示，在兩光滑水平金屬導(dǎo)軌上靜止放置a、b兩根導(dǎo)體棒，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，用水平恒力F拉動a棒，在運動過程中，a、b棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，若不計導(dǎo)軌電阻，下列說法正確的是()A．拉力F做的功等于a、b棒增加的動能與a、b棒中產(chǎn)生的焦耳熱之和B．安培力對b做的功等于b棒增加的動能與b棒中產(chǎn)生的焦耳熱之和C．安培力對a、b棒做功的代數(shù)和的絕對值等于a、b棒中產(chǎn)生的焦耳熱之和D．a(chǎn)棒克服安培力做的功等于b棒增加的動能與b棒中產(chǎn)生的焦耳熱之和4．(多選)如圖甲所示，兩間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，左端用導(dǎo)線連接，導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強磁場中，一根長度也為L、電阻為R的金屬棒放在導(dǎo)軌上，在平行于導(dǎo)軌向右、大小為F的恒力作用下向右運動，金屬棒運動過程中，始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，金屬棒運動的加速度與速度關(guān)系如圖乙所示，不計金屬導(dǎo)軌及左邊導(dǎo)線電阻，金屬導(dǎo)軌足夠長，若圖乙中的a0、v0均為已知量，則下列說法正確的是()A．金屬棒的質(zhì)量為eq\f(F,a0)B．勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(1,L)eq\r(\f(FR,v0))C．當拉力F做功為W時，通過金屬棒橫截面的電荷量為eq\f(W,\r(FR))D．某時刻撤去拉力，此后金屬棒運動過程中加速度大小與速度大小成正比5.(多選)如圖所示，兩根間距為d的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ＝30°的斜面上，導(dǎo)軌的右端接有電阻R，整個裝置放在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，金屬棒以一定的初速度v0在沿著導(dǎo)軌上滑一段距離L后返回，不計導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用，重力加速度為g.下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒返回時先做加速運動，最后做勻速直線運動B．導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中通過R的電荷量q＝eq\f(BdL,R)C．導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中克服安培力做的功W＝eq\f(1,2)(mv02－mgL)D．導(dǎo)體棒沿著導(dǎo)軌上滑過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝eq\f(1,2)(mv02－mgL)6.(2023·廣東茂名市一中模擬)如圖所示，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B＝B0＋kt，其中B0和k都是定值且均大于0.導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫(寬度很小)，取狹縫所在處O點為坐標原點．狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸的夾角均為θ，一電容為C的電容器(在磁場外)與導(dǎo)軌左端相連，電容器中靜止一帶電粒子A(受到的重力不計，圖中未畫出)．金屬棒與x軸垂直并固定在導(dǎo)軌上，O點到金屬棒的距離為x0.下列說法正確的是()A．電容器的上極板帶負電B．電容器的電荷量為Ckx02tanθC．帶電粒子A運動到極板上之前的加速度越來越小D．帶電粒子A運動到極板上之前的加速度越來越大7.(多選)(2021·全國甲卷·21)由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍．現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示．不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平．在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現(xiàn)的是()A．甲和乙都加速運動B．甲和乙都減速運動C．甲加速運動，乙減速運動D．甲減速運動，乙加速運動8.(2022·全國乙卷·24)如圖，一不可伸長的細繩的上端固定，下端系在邊長為l＝m的正方形金屬框的一個頂點上．金屬框的一條對角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強磁場．已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長度的阻值為λ＝×10－3Ω/m；在t＝0到t＝s時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度大小隨時間t的變化關(guān)系為B(t)＝－t(SI)．求：(1)t＝s時金屬框所受安培力的大小；(2)在t＝0到t＝s時間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱．9.(2023·廣東深圳市光明區(qū)模擬)如圖所示，輕質(zhì)定滑輪上繞有細線，線的一端系一質(zhì)量為2m的重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿．在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌與金屬桿電阻忽略不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向里，將重物由靜止釋放，運動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，忽略所有摩擦，重力加速度為g.求：(1)重物由靜止釋放的瞬間，金屬桿的加速度大?。?2)重物勻速下降的速度大小v；(3)重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中通過的電荷量．10．如圖甲所示，相距L＝1m的兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，與水平面夾角θ＝37°，導(dǎo)軌電阻不計，質(zhì)量m＝1kg、接入電路電阻為r＝Ω的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌的PM兩端接在外電路上，定值電阻阻值R＝Ω，電容器的電容C＝F，電容器的耐壓值足夠大，導(dǎo)軌所在平面內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場．在開關(guān)S1閉合、S2斷開的狀態(tài)下將導(dǎo)體棒ab由靜止釋放，導(dǎo)體棒的v－t圖像如圖乙所示，sin37°＝，取重力加速度g＝10m/