專題四培優(yōu)練7動量觀點在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

培優(yōu)練7動量觀點在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用1.(2023·江蘇蘇州市期中)如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一絕緣水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t＝0時，棒ab以初速度v0向右運動且不會與cd相碰。運動過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別為vab、vcd，通過ab橫截面的電荷量為q，回路中的電流為I，cd棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q。下列圖像中正確的是()2.如圖所示，在光滑的水平面上有一方向豎直向下的有界勻強磁場。磁場區(qū)域的左側(cè)，一正方形線框由位置Ⅰ以4.5m/s的初速度垂直于磁場邊界水平向右運動，經(jīng)過位置Ⅱ，當運動到位置Ⅲ時速度恰為零，此時線框剛好有一半離開磁場區(qū)域。線框的邊長小于磁場區(qū)域的寬度。若線框進、出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量分別為q1、q2，線框經(jīng)過位置Ⅱ時的速度為v。則下列說法正確的是()A．q1＝q2 B．q1＝4q2C．v＝1.0m/s D．v＝1.5m/s3.如圖所示，兩根電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌左側(cè)接有阻值恒定的電阻R。一電阻不計的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置于M點，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的初速度，第一次速度大小為v0，滑動一段位移到達N點停下來，第二次速度大小為2v0，滑動一段位移后也會停止運動，在導(dǎo)體棒的運動過程中，以下說法正確的是()A．先后兩次運動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量之比為1∶2B．先后兩次運動過程中的位移之比為1∶2C．先后兩次運動過程中流過R的電荷量之比為1∶4D．導(dǎo)體棒第二次運動經(jīng)過N點時速度大小為2v04.如圖所示，傾角為θ的絕緣斜面固定放置，斜面上水平虛線MN和PQ間有垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，MN、PQ之間的距離為d。質(zhì)量為m、邊長為L(L<d)、總電阻為R的正方形金屬線框abcd放在MN上方的斜面上，線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ，給線框一個沿斜面向下的瞬時沖量，線框在運動過程中ab邊始終保持與MN平行，當cd邊出磁場邊界PQ時線框速度剛好減小到0。下列說法正確的是()A．線框的初速度大小為eq\f(B2L3,mR)B．線框進出磁場過程安培力做功之比為3∶1C．線框從進入到穿出磁場的過程產(chǎn)生的熱量為eq\f(2B4L6,mR2)D．保持初速度不變，增大磁場的寬度d，線框cd邊不可能穿出磁場5.(2023·遼寧卷·10改編)如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為d和2d，處于豎直向上的磁場中，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B。已知導(dǎo)體棒MN的電阻為R、長度為d，導(dǎo)體棒PQ的電阻為2R、長度為2d，PQ的質(zhì)量是MN的2倍。初始時刻兩棒靜止，兩棒中點之間連接一壓縮量為L的輕質(zhì)絕緣彈簧。釋放彈簧，兩棒在各自磁場中運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。整個過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。下列說法正確的是()A．彈簧伸展過程中，回路中產(chǎn)生逆時針方向的電流B．PQ速率為v時，MN所受安培力大小為eq\f(4B2d2v,3R)C．整個運動過程中，MN與PQ的路程之比為2∶1D．整個運動過程中，通過MN的電荷量為eq\f(BLd,3R)6．(2023·江蘇常州市前黃高級中學模擬)如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L＝1.0m，與水平面之間的夾角α＝37°，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝2.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R＝1.6Ω的電阻，質(zhì)量m＝0.5kg、電阻r＝0.4Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置。現(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬棒ab，使其由靜止開始運動，當金屬棒上滑的位移s＝3.8m時達到穩(wěn)定狀態(tài)，對應(yīng)過程的v－t圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2，導(dǎo)軌足夠長。求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)運動過程中a、b哪端電勢高，并計算恒力F的大??；(2)由圖中信息計算0～1s內(nèi)，通過電阻R的電荷量q和金屬棒滑過的位移x。7.(2023·全國甲卷·25)如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為l，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電阻為R、長度也為l的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為3m的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為v0的速度向P運動并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一