考点规范练51电磁感应中的动力学与能量问题一、单项选择题1.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若外力对环做的功分别为Wa、Wb,则Wa∶Wb为()A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.不能确定2.(2018·山东潍坊质检)如图所示,间距为l的光滑平行金属导轨弯成“∠”形,底部导轨面水平,倾斜部分与水平面成θ角,导轨与固定电阻相连,整个装置处于竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,导体棒ab和cd均垂直于导轨放置,且与导轨间接触良好,两根导体棒的电阻皆与阻值为R的固定电阻相等,其余部分电阻不计,当导体棒cd沿底部导轨向右以速度v匀速滑动时,导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态。导体棒ab的重力为mg,则()A.导体棒cd两端电压为BlvB.t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为2Blvt3RC.cd棒克服安培力做功的功率为B2l2v2RD.导体棒ab所受安培力为mgsinθ3.一半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环用一根长为l的绝缘轻细杆悬挂于O1点,杆所在直线过圆环圆心,在O1点的正下方有一半径为l+2r的圆形匀强磁场区域,其圆心O2与O1点在同一竖直线上,O1点在圆形磁场区域边界上,如图所示。现使绝缘轻细杆从水平位置由静止释放,下摆过程中金属圆环所在平面始终与磁场垂直,已知重力加速度为g,不计空气阻力及其他摩擦阻力,则下列说法正确的是()A.金属圆环最终会静止在O1点的正下方B.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为mglC.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为12mg(l+2r)D.金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为12mg(l+r)4.如图所示,足够长金属导轨竖直放置,金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上。虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方有竖直向下的匀强磁场。ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ,两棒总电阻为R,导轨电阻不计。开始两棒均静止在图示位置,当cd棒无初速释放时,对ab棒施加竖直向上的力F,沿导轨向上做匀加速运动。则()A.ab棒中的电流方向由b到aB.cd棒先加速运动后匀速运动C.cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力D.力F做的功等于两金属棒产生的电热与增加的机械能之和5.如图所示,竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为l,上方连接一个阻值为R的定值电阻,虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场。两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上,金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好,电阻均为r、质量均为m;将金属杆1固定在磁场的上边缘,且仍在磁场内,金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放,进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆2从离开磁场边界h(h0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2,一质量为m、电阻为r、长度为l的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止。则()A.通过金属杆的电流大小为mgB2lB.通过金属杆的电流方向为从B到AC.定值电阻的阻值为R=2πkB2a3mg-rD.整个电路的热功率P=πkamg2B27.(2018·天津西青区月考)如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为l,一端通过导线与阻值为R的电阻连接。导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆、导轨的电阻均忽略不计,匀强磁场垂直导轨平面向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时,金属杆做匀速运动时的速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示。下列说法正确的是()A.金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动B.流过电阻R的电流方向为a→R→bC.由图像可以得出B、l、R三者的关系式为B2l2R=23D.当恒力F=3N时,电阻R消耗的最大电功率为8W8.有一半径为R、电阻率为ρ、密度为d的均匀圆环落入磁感应强...
