能力课 2电磁感应中的动力学和能量问题一、选择题 (1～3 题为单项选择题， 4～7 题为多项选择题 ) 1．如图 1 所示，在一匀强磁场中有一U 形导线框 abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直， R 为一电阻， ef 为垂直于 ab 的一根导体杆，它可在ab、cd 上无摩擦地滑动。杆ef 及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给ef 一个向右的初速度，则 () 图 1 A．ef 将减速向右运动，但不是匀减速B．ef 将交减速向右运动，最后停止C．ef 将匀速向右运动D．ef 将往返运动解析ef 向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，但不是匀减速，由F＝BIL＝B2L2vR＝ma知， ef 做的是加速度减小的减速运动，故A 正确。答案A 2．一半径为 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2 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() 图 2 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) 解析圆环最终要在如图中A、C 位置间摆动，因为此时圆环中的磁通量不再发生改变，圆环中不再有感应电流产生。由几何关系可知，圆环在A、C位置时，其圆心与 O1、O2 的距离均为 L＋r，则圆环在 A、C 位置时，圆环圆心到 O1 的高度为L＋2r2。由能量守恒可得金属圆环在整个过程中产生的焦耳热为 12mg(L＋2r)，C 正确。答案C 3．CD、EF 是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，磁场区域的长度为d，如图 3 所示。导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R 的导体棒从弯曲轨道上h 高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是 () 图 3 A．电阻 R 的最大电流为 Bd 2ghRB．流过电阻 R 的电荷量为 BdLR...
