【优化指导】2022高考物理总复习第9章第4讲电磁感应中的动力学与能量问题课时演练新人教版1.如图所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小(假设不会减至零)，同时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，则F( )A．方向向右，且为恒力 B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力 D．方向向左，且为恒力2.如图所示用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的重力，若外力对线框做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为( )A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定3.(2022·北京海淀模拟)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，下列说法正确的是( )A．在磁铁下落的整个过程中，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3\nC．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，刚开始，磁铁靠近线圈，线圈中产生的感应电流的磁场会对磁铁施加竖直向上的以“拒绝”其靠近的作用力，磁铁穿过线圈，然后穿出线圈的过程中，线圈中的感应电流产生的磁场会对磁铁施加竖直向上的以“留住”其远离的作用力，可见，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了功，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，磁铁落地时的速率一定小于，选项D错误．答案：A4.(2022·福州模拟)如图所示，质量为m的矩形闭合线圈abcd从不同高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场．已知ab边始终与水平磁场边界平行，ab＝2bc＝2l.从ab边刚进入磁场到dc边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是( )A．ad段的电流方向是a→dB．线圈中通过的电荷量可能不相同C．线圈产生的焦耳热可能为mglD．线圈的感应电流一定是越来越大解析：根据右手定则或者楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，所以选项A错误；线圈中通过的电荷量Q＝，显然，不管下落高度如何，磁通量的改变量ΔΦ是不变的，所以Q不变，选项B错误；如果ab边刚进入磁场时，线框受到的竖直向上的安培力恰好等于其重力，那么线框将匀速进入磁场，在该过程中，动能变化为零，合外力做功为零，线框克服安培力做的功等于线框重力做的功，所以线圈产生的焦耳热为mgl，选项C正确；根据选项C的分析，线框进入磁场的过程可能做匀速运动，此时感应电流大小不变，选项D错误．答案：C5.如图所示，两根相距L平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角均为α，轨道间有电阻R，处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由静止开始沿导电轨道下滑．设下滑过程中杆ab3\n始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道有足够的长度，且电阻不计．(1)杆ab将做什么运动？(2)若开始时就给ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a>gsinα)，求拉力F与时间t的关系式．3
