2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题4.9 电磁感应中的动力学VIP免费

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第四部分电磁感应专题4.9电磁感应中的动力学问题（基础篇）一．选择题1．（6分）（2019吉林长春四模）如图所示，两光滑金属导轨平行地固定在绝缘水平面上，两导轨间距为d，左端接阻值为R的电阻。两导轨处在一竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场中。一个直径也为d、质量为m的导体圆环放在两导轨上。圆环与两导轨始终接触良好，不计圆环和导轨的电阻。圆环在与导轨平行的水平恒力F作用下，由静止开始运动距离s后速度达到v。下列说法正确的是（）A．圆环速度达到v时，电阻R两端的电压U＝BdvB．B．圆环速度达到v时，圆环受到的安培力F＝C．整个过程中通过R的电荷量q＝D．整个过程中电路中产生的热量Q＝Fs﹣mv2【参考答案】ACD【命题立意】以电磁感应为命题背景，考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、功能关系，意在考查学生的分析综合能力。【名师解析】圆环切割磁感线产生电动势，等效电路为两个电源并联（不计电源内阻），为电阻R供电，圆环速度达到v时，圆环切割磁感线产生电动势，E=Bdv，由于不计圆环和导轨的电阻，电阻R两端的电压U等于等效电源电动势E，即UBdv，选项A正确；圆环速度达到v时，通过R中的电流为I=E/R=BdRv，每个半圆环上通过的电流为2BdIRv，圆环受到的安培力为22222BdBdFBIdBdRRvv，选项B错误；整个过程中回路中磁通量变化△Φ=Bds，通过R的电荷量ΦBdsqRR，选项C正确；由功能关系212FsmQv，得到整个过程中电路中产生的热量212QFsmv，选项D正确。【关键点拨】此题中的圆环在磁场中切割磁感线运动，等效于两根长度为直径的金属棒并联在磁场中切割磁感线运动。计算电磁感应过程中电阻产生的热量，一般运用能量守恒定律或功能关系列方程得出。2．(2018·东北三校联考)(多选)如图3所示，M、N为同一水平面内的两条平行长直导轨，左端串联电阻R，金属杆ab垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动。在运动过程中，金属杆的速度大小为v，R上消耗的总能量为E，则下列关于v、E随时间变化的图象可能正确的是()图3【参考答案】AD【名师解析】对金属杆ab施加一个与其垂直的水平方向的恒力F，使金属杆从静止开始运动。由于金属杆切割磁感线产生感应电动势和感应电流，受到随速度的增大而增大的安培力作用，所以金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，当安培力增大到等于水平方向的恒力F时，金属杆做匀速直线运动，v－t图象A正确，B错误；由功能关系知，开始水平方向的恒力F做的功一部分使金属杆动能增大，另一部分转化为电能，被电阻R消耗掉；当金属杆匀速运动后，水平方向的恒力F所做的功等于R上消耗的总能量E，因此E－t图象可能正确的是选项D。3.（2017广西五市考前联考）.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ，间距为L，电阻不计，两导轨构成的平面与水平面成θ角。金属棒ab、cd用绝缘轻绳连接，其电阻均为R，质量分别为2m和m。沿斜面向上的力作用在cd上使两棒静止，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，将轻绳烧断后，保持F不变，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则A．轻绳烧断瞬间，cd的加速度大小a=12gsinθB．轻绳烧断后，cd做匀加速运动C．轻绳烧断后，任意时刻两棒运动的速度大小之比vab∶vcd=1∶2D．棒ab的最大速度vabm=222sin3mgRBL【参考答案】C【名师解析】沿斜面向上的力F作用在cd上使两棒静止，由平衡条件可得F=3mgsinθ，轻绳烧断瞬间，cd受到沿斜面向上的力F和重力、支持力作用，由牛顿第二定律，F-mgsinθ=ma，解得cd的加速度大小a=2gsinθ，选项A错误；轻绳烧断后，cd切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，受到与速度相关的安培力作用，所以cd做变加速运动，选项B错误；对两导体棒组成的系统，所受合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可知，轻绳烧断后，任意时刻两棒运动的速度大小之比vab∶vcd=1∶2，选项C正确；当棒ab达到最大速度时，ab棒受力平...