2022版高中物理 課時作業(yè)（六）電磁感應中的動力學及能量問題 新人教版選修3-2一、單項選擇題1如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導體閉合線框abcd，ab邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面積的電荷量為q1；第二次bc邊平行于MN進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()AQ1>Q2，q1q2BQ1>Q2，q1>q2CQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1>q2解析：根據(jù)功能關系知，線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做的功，即Q1W1F1lbclbclab同理Q2lbc，又lab>lbc，故Q1>Q2；因qtt，故q1q2.因此A正確答案：A二、多項選擇題2如圖所示，間距為L、電阻不計的足夠長平行光滑金屬導軌水平放置，導軌左端用一阻值為R的電阻連接，導軌上橫跨一根質(zhì)量為m、有效電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導軌接觸良好整個裝置處于豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中現(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導軌向右運動，若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為q.下列說法正確的是()A金屬棒在導軌上做勻減速運動B整個過程中金屬棒在導軌上發(fā)生的位移為C整個過程中金屬棒克服安培力做功為mv2D整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2解析：因為金屬棒向右運動時受到向左的安培力作用，且安培力隨速度的減小而減小，所以金屬棒向左做加速度減小的減速運動；根據(jù)E，qItt，解得x；整個過程中金屬棒克服安培力做功等于金屬棒動能的減少量mv2；整個過程中電路中產(chǎn)生的熱量等于機械能的減少量mv2，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為mv2.故選項C、D正確答案：CD三、非選擇題3水平面上兩根足夠長的金屬導線平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接，導軌上放一質(zhì)量為m的金屬棒(如圖所示)，金屬桿與導軌的電阻忽略不計，勻強磁場豎直向下，用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動當改變拉力的大小時，相對應的勻速運動的速度v也會變化，v與F的關系如圖所示(取重力加速度g10 m/s2)(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動？(2)若m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，磁感應強度B為多大？解析：(1)變速運動(或變加速運動、加速度減少的加速運動、加速運動)(2)感應電動勢EBLv，感應電流I，安培力F安BIL因金屬桿受拉力、安培力作用，由牛頓定律得：Fma，所得vF，由圖線可以得到直線的斜率k2，所以B1 T.答案：(1)變加速運動(2)1 T4如圖所示，質(zhì)量為m100 g的鋁環(huán)，用細線懸掛起來，環(huán)中央距地面高度h0.8 m，有一質(zhì)量為M200 g的小磁鐵(長度可忽略)，以v010 m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落地點距鋁環(huán)原位置的水平距離x3.6 m，則磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(小磁鐵穿過鋁環(huán)后的運動看作平拋運動)，求：(1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？(2)若鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度v2 m/s，在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？(g取10 m/s2)解析：(1)由楞次定律可知，當小磁鐵向右運動時，鋁環(huán)向右偏斜(阻礙相對運動)(2)由磁鐵穿過鋁環(huán)后飛行的水平距離可求出穿過后的速度v m/s9 m/s由能量守恒可得：W電MvMv2mv21.7 J.答案：(1)向右偏斜(2)1.7 J5如圖所示，豎直平面內(nèi)有足夠長的金屬導軌，軌距為0.2 m，金屬導體ab可在導軌上無摩擦地上下滑動，ab的電阻為0.4 ，導軌電阻不計，導體ab的質(zhì)量為0.2 g，垂直紙面向里的勻強磁場的磁感應強度為0.2 T，且磁場區(qū)域足夠大，當導體ab自由下落0.4 s時，突然閉合開關S，則：(1)試說出S接通后，導體ab的運動情況；(2)導體ab勻速下落的速度是多少？(g取10 m/s2)解析：(1)閉合S之前導體自由下落的末速度為：v0gt4 m/s.S閉合瞬聞，導體產(chǎn)生感應電動勢，回路中產(chǎn)生感應電流，ab立即受到一個豎直向上的安培力F安BIL0.016 N>mg0.002 N.此刻導體所受到合力的方向豎直向上，與初速度方向相反，加速度的表達式為ag，所以ab做豎直向下的加速度逐漸減小的減速運動當速度減小至F安mg時，ab做豎直向下的勻速運動(2)設勻速下落的速度為vm，此時F安mg，即mg，vm0.5 m/s.答案：(1)先做豎直向下的加速度逐漸減小的減速運動，后做勻速運動(2)0.5 m/s