電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題（練習(xí)）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第55講電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

【題型二】電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題

02重難創(chuàng)新練

【題型一】電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

1.如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框"4,線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電

阻，為垂直于4的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)。桿的?及線框的電阻不計(jì)，開(kāi)始時(shí)，給

的■一個(gè)向右的初速度，則（）

bq,

XXXXXX

XX--XXX

(XXXXXX

d

A.考■將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)

B.^將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止

C.4將勻速向右運(yùn)動(dòng)

D.^將往返運(yùn)動(dòng)

2.（多選）如圖所示，電阻R、電容器C與固定在同一水平面上的光滑平行導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌電阻不計(jì)?，F(xiàn)讓導(dǎo)體棒獲得一初速度

W從位置A向右滑動(dòng)并經(jīng)過(guò)8、C兩位置，在導(dǎo)體棒向右滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.R中的電流從。到6

B.導(dǎo)體棒向右做勻速滑動(dòng)

C.電容器的帶電荷量逐漸變小

D.在BC段滑動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒動(dòng)能的減少量等于電阻R上產(chǎn)生的熱量

3.如圖所示，一寬度為L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌與水平面成a角，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向

上，導(dǎo)軌上端連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。一質(zhì)量為機(jī)、電阻也為R的金屬棒從導(dǎo)軌頂端由靜

止釋放，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是（）

A.金屬棒將做勻加速運(yùn)動(dòng)

B.釋放的瞬間金屬棒的加速度大小為geosa

C.金屬棒的最大速度大小為彗器瞥

D.金屬棒下滑相等距離的時(shí)間內(nèi)通過(guò)定值電阻R的電荷量越來(lái)越多

4.（多選）如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌及所在平面與水平面成37。角。不計(jì)金屬導(dǎo)軌電阻，平行導(dǎo)軌間距C=lm,

定值電阻R=3。，虛線下方有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將電阻r=l。、相=0.1kg的金屬棒ab從

上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，金屬棒下滑過(guò)程中的v—f圖像如圖乙所示。已知sin37。=0.6,cos37。

=0.8,重力加速度g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.金屬棒下滑過(guò)程中受到的摩擦力為0.2N

B.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T

C.金屬棒在磁場(chǎng)中下滑0.1s過(guò)程中電阻R中電流為0.5A

D.金屬棒在磁場(chǎng)中下滑0.1s過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量為1.875x10-2J

【題型二】電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題

5.（多選）如圖所示，和是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L(zhǎng)導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，

二者平滑連接。右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為小方向豎直向上、磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為機(jī)、電阻也為R的金屬棒從高度為h處?kù)o止釋放，到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處

恰好停止。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。重力加速度為g,

則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中（）

A.流過(guò)定值電阻的電流方向是N—。

B通過(guò)金屬棒的電荷量娉

C.克服安培力做的功為mgh

D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為/）ng/?—

6.（2023?北京卷，9）如圖所示，光滑水平面上的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度進(jìn)入豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)并最

終完全穿出。線框的邊長(zhǎng)小于磁場(chǎng)寬度。下列說(shuō)法正確的是（）

A.線框進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?/p>

B.線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C.線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相等

D.線框在進(jìn)和出的兩過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量相等

7.如圖甲所示，地面上方高度為d的空間內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為相的正方形閉合導(dǎo)線框abed的

邊長(zhǎng)為I,從be邊距離地面高為h處將其由靜止釋放，已知h>d>L從導(dǎo)線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到be邊即將落地的

過(guò)程中，導(dǎo)線框的v—f圖像如圖乙所示。重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，以下有關(guān)這一過(guò)程的判斷正確

的是（）

A.A?f2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框受到的安培力逐漸增大

B.磁場(chǎng)的高度d可以用v—f圖中陰影部分的面積表示

C.導(dǎo)線框重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量

D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱大于相，

8.（2024屆.景德鎮(zhèn)高三模擬）（多選）如圖甲，水平面上兩根足夠長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)

=1.0m,一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R=0.5。的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為〃2=0.5kg的金屬桿，金屬桿與

導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的拉力/作用在金屬桿上，使桿運(yùn)動(dòng)，當(dāng)改變拉

力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)穩(wěn)定時(shí)的速度V也會(huì)變化，已知V和尸的關(guān)系如圖乙所示。重力加速度取g=10m/s2,

則()

A.金屬桿受到的拉力與速度成正比

B.該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2=0.25T

C.圖線在橫軸的截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小

D.導(dǎo)軌與金屬桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.4

9.如圖(a)所示，單匝線框位于傾角0=30。的斜面上，斜面上有一長(zhǎng)度為。的矩形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方

向垂直于斜面向上，大小為0.5T。已知線框邊長(zhǎng)為cd=D=0.4m,質(zhì)量為m=0.1kg,總電阻為R=0.25Q,

現(xiàn)對(duì)線框施加一沿斜面向上的力尸使之運(yùn)動(dòng)。斜面與線框間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=坐，線框速度隨時(shí)間變化關(guān)

⑴求外力尸大??；

⑵求?！鲩L(zhǎng)度L；

⑶求回路產(chǎn)生的焦耳熱。。

1.(多選)圖甲所示粗糙U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有一金屬棒P。，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁

場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙規(guī)律變化，規(guī)定豎直向上為正方向，整個(gè)過(guò)程金屬棒保持靜止。貝1()

A.而時(shí)刻回路沒(méi)有感應(yīng)電流

B.在擊?2ro時(shí)間內(nèi)，流過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流方向是從。到P

C.在0?加時(shí)間內(nèi)，金屬棒PQ所受安培力方向水平向右

D.2ro時(shí)刻金屬棒尸。所受摩擦力方向水平向右

2.（多選）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、尸?；ハ嗥叫?，間距為3上端接入阻值為R的定值

電阻，構(gòu)成U形平面，與水平面的夾角為。（0。＜。＜90。），磁感應(yīng)強(qiáng)度為2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)

軌電阻不計(jì)。金屬棒油由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，金屬棒斷的質(zhì)量

為m,接入電路的電阻為八則金屬棒油沿導(dǎo)軌下滑過(guò)程中（）

A.最大加速度為gsin0

B.當(dāng)金屬棒必下滑速度為。時(shí)，其兩端電壓為

C.所受安培力不會(huì)大于wigsin0

R

D.下滑速度大小一定小于的邛tgsin0

3.（2024?重慶模擬）（多選）如圖所示，間距為L(zhǎng)的水平邊界MN、PQ之間存在垂直于紙面向外

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，“日”字形線框位于磁場(chǎng)區(qū)域上方某一高度，線框三條短邊外、啖cd的長(zhǎng)度a|一I6

均為L(zhǎng)、電阻均為R,兩條長(zhǎng)邊°C、61的長(zhǎng)度均為"、電阻不計(jì)，^位于線框正中間。若線,

c'---'d

框由靜止釋放，r=0時(shí)刻cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)且恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則整個(gè)線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程M........

中，線框的速度大小。，a、人兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差U如流過(guò)浦邊的電流強(qiáng)度/如。。邊產(chǎn)生的°‘

焦耳熱。加以上物理量隨時(shí)間t的變化圖像正確的是（）

5.（2024?華中師大一附中模擬）（多選汝口圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌MN、P。水平放置，導(dǎo)軌間距

為L(zhǎng)=lm,電阻不計(jì)，兩導(dǎo)體棒a、b靜置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒。的電阻不計(jì)，b棒的阻值為R=1Q,單刀雙

擲開(kāi)關(guān)1接在電容為C=0.5F的電容器上，初始狀態(tài)，電容器不帶電。電容器的右側(cè)有垂直紙面向里的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)8i=lT,電容器左側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)&=0.5T,導(dǎo)體棒。通過(guò)細(xì)線跨過(guò)光滑定滑輪與豎

直懸掛的重物A相連，已知重物A、兩導(dǎo)體棒a、6三者的質(zhì)量均為m=1kg=現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接1位置，釋放

重物A,同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)；介=0.25s時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,介=0.45s時(shí)將開(kāi)關(guān)S接2位置，導(dǎo)體棒Z?開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；打

時(shí)刻兩導(dǎo)體棒的加速度大小相等。重力加速度g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.h時(shí)刻導(dǎo)體棒a的速度為vi=lm/s

B.亥時(shí)刻導(dǎo)體棒〃的速度為02=3m/s

C.f3時(shí)刻導(dǎo)體棒a的加速度為學(xué)m/s2

D.r3時(shí)刻回路消耗的熱功率為25W

6.（多選）如圖所示，在光滑絕緣的水平面上方，有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)范圍足夠大，

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小左邊為22,右邊為3B,一個(gè)豎直放置的寬為L(zhǎng)、長(zhǎng)為3￡、質(zhì)量為機(jī)、電阻為r的矩形金

屬線框，以初速度。垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到虛線位置（在左邊磁場(chǎng)中的

長(zhǎng)度為L(zhǎng)、在右邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2乙）時(shí)，線框的速度為上，則下列判斷正確的是（）

.川皴X(qián)X

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A.此時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，電功率為力;

B.此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電荷量為華

C.此時(shí)線框的加速度大小為三冷

4

D.此過(guò)程中線框克服安培力做的功為手"。2

7.（2024?哈九中模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖甲所示，MN、尸。兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成。=30。角固定，

間距為L(zhǎng)=1m,質(zhì)量為機(jī)的金屬桿油垂直放置在軌道上且與軌道接觸良好，其阻值忽略不計(jì)?？臻g存在

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8=0.5ToP,M間接有阻值為Ri的定值電阻，。、

N間接電阻箱R?，F(xiàn)從靜止釋放油，改變電阻箱的阻值R,測(cè)得最大速度為。m，得到;與1的關(guān)系如圖乙所

0mK

甲乙

A.金屬桿中感應(yīng)電流方向?yàn)橛?。指向b

B.金屬桿所受的安培力的方向沿軌道向上

C.金屬桿的質(zhì)量為1kg

D.定值電阻的阻值為1Q

8.(2024?湖北武漢模擬)如圖，質(zhì)量為M的U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺(tái)上，間距為L(zhǎng)的必和

de邊平行，都與兒邊垂直。ab、de足夠長(zhǎng)，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根電阻為R、質(zhì)量為相的導(dǎo)體棒

置于金屬框上，用水平恒力廠向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,與金屬框保持良好接觸，且與6c邊保持平行。

(1)若導(dǎo)體棒在外力作用下保持靜止，求最終穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)金屬框的速度大??；

(2)若導(dǎo)體棒不受外力作用，求最終穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)電路中的電動(dòng)勢(shì)。

9.如圖所示，“凹”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為如相鄰各邊互相垂直，且處于同一平面內(nèi)，ab,兒邊長(zhǎng)均為

2/,酎邊長(zhǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平，磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面。開(kāi)始時(shí)，兒邊離磁場(chǎng)上

邊界的距離為/,線框由靜止釋放，從be邊進(jìn)入磁場(chǎng)到酎邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)。在?邊離開(kāi)磁

場(chǎng)后，a/z、ed邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前，線框又做勻速運(yùn)動(dòng)。線框在下落過(guò)程中始終處于豎直平面內(nèi)，且be、gf邊

保持水平，重力加速度為g。

磁場(chǎng)區(qū)

(1)線框ah、ed邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是左邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍？

(2)若磁場(chǎng)上下邊界間的距離為H,則線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為多少？

10.(2024?山西臨汾翼城中學(xué)高三期中)如圖所示，用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只單匝圓形金屬圈，現(xiàn)被一根

絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬圈的質(zhì)量為機(jī)=0.1kg,半