2025届高考物理二轮专题复习与测试专题强化练十二三大观点在电学中的应用

这是一份2025届高考物理二轮专题复习与测试专题强化练十二三大观点在电学中的应用，共6页。

A．磁铁穿过铝管过程中，铝管受到的安培力可能先水平向左后水平向右
B．磁铁穿过铝管后，铝管速度可能为4 m/s
C．磁铁穿过铝管时的速度可能大于2 m/s
D．磁铁穿过铝管过程所产生的热量可能达到2 J
解析：磁铁穿过铝管过程中，根据楞次定律中“来拒去留”可知，铝管受到的安培力始终向右，故A错误；磁铁穿过铝管的过程中，系统动量守恒，设穿过铝管时磁铁的速度为v1，铝管的速度为v2，根据动量守恒定律有Mv＝Mv1＋mv2，假设无能量损耗，则有 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，假设磁铁恰好和铝管速度相等，共速的速度为v3，根据动量守恒定律有Mv＝(M＋m)v3，解得v3＝2 m/s，损耗的能量ΔE＝ eq \f(1,2) Mv2－ eq \f(1,2) (M＋m)v eq \\al(2,3) ＝3 J，所以磁铁穿过铝管后，铝管速度小于4 m/s，磁铁穿过铝管时的速度可能大于2 m/s，磁铁穿过铝管过程所产生的热量可能达到2 J，故B错误，C、D正确。
2．如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则( B )
A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向
B．环中最大的感应电流大小为 eq \r(\f(mgv,R))
C．环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化
D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为 eq \f(2πrBvt,R)
解析：根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有mg＝F安＝BIm·2πr，当环速度最大时，感应电动势E＝B·2πrv，感应电流Im＝ eq \f(E,R) ＝ eq \f(B·2πrv,R) ，联立可得Im＝ eq \r(\f(mgv,R)) ，故B正确；环从静止下落过程中，由于切割磁感线，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力外，还受安培力作用，由动量定理可知，动量变化等于合外力的冲量，故C错误；设t时间内通过金属环横截面的电荷量为q，由题意可知，环下落速度为v时的感应电流大小Im＝ eq \f(B·2πrv,R) ，由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量q