第课时电磁感应中的动力学与能量问题【测控导航】知识点题号1.电磁感应中的动力学问题1、5、7、9、102.电磁感应中的能量问题2、4、6、83.综合问题3、11、121~8题为单选题;9~10题为多选题1.(2013宜宾模拟)如图所示,ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道,轨道间距为l,其电阻可忽略不计.ac之间连接一阻值为R的电阻,ef为一垂直于ab和cd的金属杆,它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动,其电阻可忽略.整个装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B.当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时,杆ef所受的安培力为(A)A.B.C.D.解析:感应电动势E=Blv,感应电流I==,安培力F=BIl=,所以选项A正确.2.如图所示,在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd,其边长为l,质量为m,金属线框与水平面的动摩擦因数为μ.虚线框a'b'c'd'内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.开始时金属线框的ab边与磁场的d'c'边重合.现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域,运动一段时间后停止,此时金属线框的dc边与磁场区域的d'c'边距离为l.在这个过程中,金属线框产生的焦耳热为(D)A.m+μmglB.m-μmglC.m+2μmglD.m-2μmgl解析:依题意知,金属线框移动的位移大小为2l,此过程中克服摩擦力做功为2μmgl,由能量守恒定律得金属线框中产生的焦耳热为Q=m-2μmgl,故选项D正确.除利用能量守恒定律求解外,此题还可利用动能定理求解克服安培力所做的功得出所求的量,即由-W克安-2μmgl=0-m,求出W克安.3.(2012福建三明一中模拟)两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是(D)A.ab杆所受拉力F的大小为mgsin37°B.回路中电流为C.回路中电流的总功率为mgvsin37°D.m与v大小的关系为m=解析:采用“计算法”求解.对cd杆,BILcos37°=mgsin37°,对ab杆,F=BIL,联立解出ab杆所受拉力F的大小为F=mgtan37°,故选项A错;回路中电流为I=,故选项B错;回路中电流的总功率为Fv=mgvtan37°,故选项C错;I=,又I=,故m=,故选项D对.4.(2012北京海淀区期末)如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法中正确的是(A)A.在磁铁整个下落过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B.磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C.磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变D.磁铁落地时的速率一定等于解析:根据楞次定律可知,选项A正确.根据楞次定律“来拒去留”的原则,磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力总是竖直向上的,选项B错误.因为在整个下落过程中,线圈中产生的感应电流做功,所以磁铁的机械能减小,减小量等于电流做的功,选项C错误.因为磁铁在整个下落过程中机械能减小,落地时的速率一定小于,选项D错误.5.如图(甲)、(乙)、(丙)中,除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,(甲)图中的电容器C原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计,图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向里的匀强磁场中,导轨足够长.现给导体棒ab一个向右的初速度v0,在(甲)、(乙)、(丙)三种情形下导体棒ab的最终运动状态是(B)A.三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动B.(甲)、(丙)中,ab棒最终将以不同速度做匀速运动;(乙)中,ab棒最终静止C.(甲)、(丙)中,ab棒最终将以相同速度做匀速运动;(乙)中,ab棒最终静止D.三种情形下导体棒ab最终都静止解析:题图(甲)中ab棒运动后给电容器充电,当充电完成后,棒以一个小于v0的速度向右做匀速运动.题图(乙)中构成了回路,最终棒的动能完全转化为电热,棒停止运动.题图(丙)中棒先向右减速为零,然后反向加速至匀速.故正确选项为B.6.(2...
