发布时间 : 星期五 文章2020年高考物理热点题型归纳与精讲(含2019真题)-专题28 电磁感应中的动量和能量问题更新完毕开始阅读
确．
3.(多选)(2018·高考江苏卷)如图所示，竖直放置的“距
均为d，磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅰ时的速度相等．金属杆在导轨
间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g.金属杆
( )
”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅰ的高和间
A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 m2gR2
C．穿过两磁场产生的总热量为4mgd D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于2B4L4 【答案】BC
【解析】金属杆在磁场Ⅰ、Ⅰ之间运动时，做加速运动，因此金属杆在磁场Ⅰ中要做减速运动，才能保证进入磁场Ⅰ时和进入磁场Ⅰ时速度相等，选项A错误；画出穿过磁场Ⅰ和在两磁场之间的v-t图象，能够直观反映出穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，选项B正确；进入磁场Ⅰ和Ⅰ时的速度相等，表明金属杆穿过磁场Ⅰ到进入磁场Ⅰ之前动能没有变化，减少的重力势能2mgd变成了焦耳热，再穿过磁场Ⅰ过程跟穿过磁场Ⅰ情况完全相同，产生的焦耳热还等于2mgd，总的热量为4mgd，选项C正确；由于在进B2L2
入磁场Ⅰ前，金属杆做自由落体运动，末速度为2gh，在刚进入磁场Ⅰ时，安培力R·2gh>mg才能保证m2gR2
金属杆做减速运动，化简得h>2B4L4，选项D错误．
4.如图所示，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
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始时，给ef一个向右的初速度，则 ( )
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速 B．ef将匀减速向右运动，最后停止 C．ef将匀速向右运动 D．ef将往返运动 【答案】A
【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B2L2v
停止，但不是匀减速，由F＝BIL＝R＝ma知，ef做的是加速度减小的减速运动，故A正确． 5.如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的 条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．T
＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v-t图象中，可能正确 描述上述过程的是
( )
【答案】D
【解析】导线框开始进入磁场过程，通过导线框的磁通量增大，有感应电流，进而受到与运动方向相反的安培力作用，速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，导线框的加速度减小，v-t图线的斜率减小；导线框全部进入磁场后，磁通量不变，无感应电流，导线框做匀速直线运动；导线框从磁场中出来的过程，有感应电流，又会受到安培力阻碍作用，速度减小，加速度减小．选项D正确．
6．如图甲所示，在列车首节车厢下面安装一电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，首节车厢经过安 放在两铁轨间的线圈时，线圈中产生的电脉冲信号传到控制中心．图乙为某段时间控制中心显示屏上的电 脉冲信号，则此时列车的运动情况是
( )
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A．匀速运动 C．匀减速运动 【答案】C
B．匀加速运动 D．变加速运动
【解析】列车经过安放在两铁轨间的线圈时，产生感应电动势，由图乙可知电压均匀减小，由E＝BLv可知列车速度均匀减小，列车做匀减速运动，故C正确．
7.一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感
应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒
ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的( )
A．ab受到的拉力大小为2 N B．ab向上运动的速度为4 m/s C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能 D．在2 s内，拉力做功为0.6 J 【答案】C
B2l2v
【解析】对导体棒cd分析：mg＝BIl＝R总，得v＝2 m/s，选项B错误；对导体棒ab分析：F＝mg＋BIl＝B2l2v2t
0.2 N，选项A错误；电能等于克服安培力做的功，即W电＝F安vt＝R总＝0.4 J，选项C正确；在2 s内拉力做的功为W拉＝Fvt＝0.8 J，选项D错误．
8.(2019·广西钦州三模)如图，两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁
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场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B＝kt，式中k为常量，且k>0；在MN右侧区域存在一与导轨垂直、磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t＝0时刻，金属棒从MN处开始，在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则( )
A．在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t B．电阻R上的电流为恒定电流
kS＋B0Lv0
C．在时间Δt内流过电阻的电荷量为Δt D．金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大 R【答案】 BC
【解析】 根据题意可知，MN左边的磁场方向与右边的磁场方向相同，那么总磁通量即为左、右两边磁通量之和，则在t时刻穿过回路的总磁通量为Φ＝Φ1＋Φ2＝ktS＋B0v0tL，A错误；根据法拉第电磁感应定律得ΔΦEkS＋B0Lv0E＝Δt＝kS＋B0Lv0，结合闭合电路欧姆定律得I＝R＝，故电阻R上的电流为恒定电流，B正确；RkS＋B0Lv0Δt时间内通过电阻的电荷量为q＝IΔt＝ Δt，C正确；金属棒所受的安培力大小FA＝B0IL＝R?kS＋B0Lv0?B0L?kS＋B0Lv0?B0L
，根据平衡条件得，水平恒力大小等于安培力大小，即F＝，故外力F是一个RR恒力，D错误。
9.(2019·广东佛山普通高中教学质量检测)如图所示，两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置，相距d＝1 m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑，其他区域粗糙且动摩擦因数μ＝0.2，并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度均为B＝2 T。在导轨中央放置着两根质量均为m＝1 kg、电阻均为R＝2 Ω的金属棒a、b，用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连)，此时弹簧具有的弹性势能E＝9 J。现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好进入磁场，且b棒向右运动x＝0.8 m后停止，g取10 m/s2，求：
(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小；
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