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1、微专题12电磁感应中的动力学和能量问题一、单项选择题1.（2020.常熟中学）如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁 感应强度B=2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量加=0.1 kg的矩形线圈abed, 儿边长Li=0.2m,电阻R=2Q.f=0时，用一恒定拉力/拉线圈，使其由静止 开始向右做匀加速运动，经过时间1s,线圈的炉边到达磁场边界MM此时立 即将拉力产改为变力，又经过1s,线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中， 线圈中感应电流，随时间/变化的图像如图乙所示.则下列说法中错误的是（）A.恒定拉力大小为0.05 NB.线圈在第2s内的加速度大小为1 m/s2C.线圈向边长L2
2、=0.5mD.在第2 s内流过线圈的电荷量为0.2 C2. （2019泰州中学）如图所示，光滑的金属导轨分水平段和圆弧段两部分，。 点为圆弧的圆心；两金属轨道之间的宽度为0.5 m,匀强磁场方向如图所示，大 小为0.5T.质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在 金属细杆内通以2A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已 知NP为导轨上的两点，ON竖直、。水平，且MN=OP=lm, （g=10m/s2, 则（）A.金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s?B.金属细杆运动到。点时的速度大小为5 m/sC.金属细杆运动到尸点时的向心加速度大小为1（）
3、 m/s2D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为（）.75 N3. （2019徐州、淮安、连云港一模改编）如图所示，磁感应强度为5的有界匀强磁场的宽度为L 一质量为?、电阻为R、边长为d（dL）的正方形金属线框 竖直放置.线框由静止释放，进入磁场过程中做匀速运动，完全离开磁场前已做 匀速运动.已知重力加速度为g.下列说法中错误的是（）白Q11pA.进、出磁场过程中电流方向不同B.进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等C.通过磁场的过程中产生的热量为zgLD. MN边离开磁场时的速度大小为瓣4. （2020南京四校联考）如图所示，间距为L,足够长的光滑导轨倾斜放置， 与水平面
4、倾角为仇其上端连接一个定值电阻R，匀强磁场磁感应强度为A方向 垂直于导轨所在平面，将质量为m的金属棒ab在导轨上无初速度释放，当ab 棒下滑到稳定状态时，电阻A的电功率为P;导轨和金属棒的电阻均不计，重力 加速度为&下列说法中错误的是（）A. ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动B.棒由开始释放到达到稳定状态的过程中金属棒在导轨上发生的位移为处BL第2页，共4页C.H?棒下滑到稳定状态时，金属棒的速度。=嘘用厂D.若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则血棒下滑到稳 定状态时，电阻R的电功率将变为原来的2倍二、计算题5.如图所示，竖直放置的光滑金属导轨水平间距为乙导轨下端接有
5、阻值为 R的电阻.质量为，、电阻为，的金属细杆与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连, 弹簧上端固定.整个装置处在磁感应强度大小为8、方向垂直于导轨平面的匀强 磁场中.现使细杆从弹簧处于原长位置由静止释放，向下运动距离为时达到最 大速度。m,此时弹簧具有的弹性势能为耳.导轨电阻忽略不计，细杆与导轨接触 良好，重力加速度为g,求：a X |X X b1 ? X X XX X X11R(1)细杆达到最大速度0m时,通过R的电流大小/.(2)细杆达到最大速度。m时，弹簧的弹力大小E(3)上述过程中，R上产生的热量6.如图所示，电阻不计、间距为L的平行金属导轨固定于水平面上，其左 端接有阻值为R的电阻，整个装置
6、放在磁感应强度为夙方向竖直向上的匀强磁 场141.质量为机、电阻为，的金属棒岫垂直放置于导轨上，以水平初速度。向 右运动，金属棒的位移为X时停下.其在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保 持良好接触.金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g.求金属棒在运 动过程中：第3页，共4页(1)通过金属棒R?的电流最大值和方向.(2)加速度的最大值(3)电阻R上产生的热量Qr.7. (2020江西南昌四校联考)如图所示，在倾角9=37。的光滑斜面上存在一 垂直斜面向上的匀强磁场区域MNP。，磁感应强度8的大小为5 T,磁场宽度。 =0.55 m.有一边长L=0.4m、质量”=0.6kg、电阻R=2 Q的正方形均匀导 体线框abed通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质优加2=0.4 kg的物体相 连.物体与水平面间的动摩擦因数=0.4,将线框从图示位置由静止释放，物体 到定滑轮的距离足够长.(取g=10m/s2, sin 37=0.6, cos 37=0.8)(1)求线框仍还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力大小.(2)当他边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时就边距磁场历N边界的距离式.(3)在(2)问中的条件下，若边离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s, 求整个运动过程中ab边产生的热量.第4页，共4页