2025屆高考物理二輪專題復習與測試專題強化練十二三大觀點在電學中的應用-試卷下載-教習網(wǎng)

A．磁鐵穿過鋁管過程中，鋁管受到的安培力可能先水平向左后水平向右
B．磁鐵穿過鋁管后，鋁管速度可能為4 m/s
C．磁鐵穿過鋁管時的速度可能大于2 m/s
D．磁鐵穿過鋁管過程所產(chǎn)生的熱量可能達到2 J
解析：磁鐵穿過鋁管過程中，根據(jù)楞次定律中“來拒去留”可知，鋁管受到的安培力始終向右，故A錯誤；磁鐵穿過鋁管的過程中，系統(tǒng)動量守恒，設穿過鋁管時磁鐵的速度為v1，鋁管的速度為v2，根據(jù)動量守恒定律有Mv＝Mv1＋mv2，假設無能量損耗，則有 eq \f(1,2) Mv2＝ eq \f(1,2) Mv eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,2) ，解得v1＝1 m/s，v2＝4 m/s，假設磁鐵恰好和鋁管速度相等，共速的速度為v3，根據(jù)動量守恒定律有Mv＝(M＋m)v3，解得v3＝2 m/s，損耗的能量ΔE＝ eq \f(1,2) Mv2－ eq \f(1,2) (M＋m)v eq \\al(2,3) ＝3 J，所以磁鐵穿過鋁管后，鋁管速度小于4 m/s，磁鐵穿過鋁管時的速度可能大于2 m/s，磁鐵穿過鋁管過程所產(chǎn)生的熱量可能達到2 J，故B錯誤，C、D正確。
2．如圖，足夠長的磁鐵在空隙產(chǎn)生一個徑向輻射狀磁場，一個圓形細金屬環(huán)與磁鐵中心圓柱同軸，由靜止開始下落，經(jīng)過時間t，速度達最大值v，此過程中環(huán)面始終水平。已知金屬環(huán)質(zhì)量為m、半徑為r、電阻為R，金屬環(huán)下落過程中所經(jīng)過位置的磁感應強度大小均為B，重力加速度大小為g，不計空氣阻力，則( B )
A．在俯視圖中，環(huán)中感應電流沿逆時針方向
B．環(huán)中最大的感應電流大小為 eq \r(\f(mgv,R))
C．環(huán)下落過程中所受重力的沖量等于其動量變化
D．t時間內(nèi)通過金屬環(huán)橫截面的電荷量為 eq \f(2πrBvt,R)
解析：根據(jù)題意，由右手定則可知，在金屬環(huán)下落過程中，在俯視圖中，環(huán)中感應電流沿順時針方向，故A錯誤；根據(jù)題意可知，當重力等于安培力時，環(huán)下落的速度最大，根據(jù)平衡條件有mg＝F安＝BIm·2πr，當環(huán)速度最大時，感應電動勢E＝B·2πrv，感應電流Im＝ eq \f(E,R) ＝ eq \f(B·2πrv,R) ，聯(lián)立可得Im＝ eq \r(\f(mgv,R)) ，故B正確；環(huán)從靜止下落過程中，由于切割磁感線，導致環(huán)中出現(xiàn)感應電流，受到安培阻力，則除了重力外，還受安培力作用，由動量定理可知，動量變化等于合外力的沖量，故C錯誤；設t時間內(nèi)通過金屬環(huán)橫截面的電荷量為q，由題意可知，環(huán)下落速度為v時的感應電流大小Im＝ eq \f(B·2πrv,R) ，由于環(huán)中感應電流不斷增大，則t時間內(nèi)通過金屬環(huán)橫截面的電荷量q