课时跟踪检测(三十三)电磁感应中的动力学和能量问题对点训练:电磁感应中的动力学问题1.[多选](2019·苏州一模)如图甲所示,半径为r带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内,在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接,两板间距为d且足够大
有一变化的磁场垂直于圆环平面,规定向里为正,其变化规律如图乙所示
在平行金属板A、B正中间有一电荷量为q的带电液滴,液滴在0~T时间内处于静止状态
重力加速度为g
下列说法正确的是()A.液滴带负电B.液滴的质量为C.t=T时液滴的运动方向改变D.t=T时液滴与初始位置相距gT2解析:选BD根据题意液滴在0~时间内处于静止状态,知液滴受到向上的电场力和向下的重力平衡,根据楞次定律,金属圆环中的感应电动势沿逆时针方向,B板接高电势,A板接低电势,两板间的电场方向向上与电场力的方向相同,所以液滴带正电,故A错误;根据法拉第电磁感应定律得感应电动势E==S=,两极板间的电场强度E′=,由mg=qE′得m==,故B正确;根据楞次定律,~T时间内,金属圆环内感应电动势为顺时针方向,上极板接高电势,下极板接低电势,两极板间电场向下,电场力向下,根据牛顿第二定律mg+F电=ma,其中F电=mg,解得a=2g,液滴向下做初速度为0的匀加速运动,在t=T时速度最大,运动方向不改变,故C错误;根据楞次定律,T~T时间内,感应电动势为逆时针方向,下极板接高电势,上极板接低电势,电场方向向上,液滴在~T时间内做匀加速直线运动,位移x1=·2g2=gT2,液滴在T~T时间内做匀速直线运动,位移x2=2g··=gT2,t=T时液滴与初始位置相距x=x1+x2=gT2,故D正确
2.一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场方向垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示
t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始做匀加速