20xx教科版高中物理選修一第1章第5節(jié)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒課時(shí)作業(yè)-wenkub
2022-12-09 18:24:12 本頁(yè)面
【正文】 位于磁場(chǎng)中 )和 d 時(shí)，線圈所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為 Fb， Fc和 Fd，則 ( ) 圖 13 A． FdFcFb B． FcFdFb C． FcFbFd D． FcFbFd 答案 D 解析 本題考查電磁感應(yīng)和安培力相關(guān)知識(shí)．線圈在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈相應(yīng)地受到安培力的作用，根據(jù) F＝ ILB， E＝ BLv， I＝ Er，可知安培力 F＝ B2L2vr ，不難看出安培力與速度成正比，當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng) 的過(guò)程中，沒(méi)有安培力，故 Fc＝ 0，且其只在重力作用下加速下落，所以 vdvb，即 FdFb，答案為 D項(xiàng)． 6．如圖 14 所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為 θ 的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻 R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)．斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為 m、電阻可以不計(jì)的金屬棒 ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力 F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升 h高度，在這一過(guò)程中 ( ) 圖 14 A．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零 B．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于 mgh與電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱之和 C．恒力 F與安培力的合力所做的功等于零 D．恒力 F與重力的合力所做的功等于電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱 答案 AD 解析 金屬棒勻速上滑的過(guò)程中，對(duì)金屬棒受力分析可知，有三個(gè)力對(duì)棒做功，恒力 F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿斜面向下，做負(fù)功．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零，故合力做功為零， A正確；克服安培力 做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于 R上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力 F與重力的合力所做的功等于電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱， D正確． 7．如圖 15所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為 L 和 2L 的兩只閉合線框 a 和 b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的動(dòng)能，若外力對(duì)環(huán)做的功分別為 Wa、 Wb，則 Wa∶ Wb為 ( ) 圖 15 A． 1∶ 4 B． 1∶ 2 C． 1∶ 1 D．不能確定 答案 A 解析 根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒可知，外力做功等于電能，而電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱 Wa＝ Qa＝ BLv2Ra L′v ＝B2L2L′R v， B、 L、 L′ 、 R 是一樣的，兩次產(chǎn)生的熱量比就是運(yùn)動(dòng)速度比，為 1∶ 2， B 錯(cuò)；通過(guò)任一截面的電量 q＝ I t＝ BLvR Lv Wb＝ Qb＝ B2Lv2Rb v＝ B2L2v2R ，其中 B、 L、 R相同，外力的功率與速度的平方成正比，應(yīng)為 1∶ 4， D錯(cuò)． 6．如圖 8 所 示，邊長(zhǎng)為 L 的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為 m，由距磁場(chǎng) H 高處自由下落，其下邊 ab 進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，線圈開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊 cd 剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)，速度減為ab 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的 12，磁場(chǎng)的寬度也為 L，則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為( ) 圖 8 A． 2mgL B． 2mgL＋ mgH C． 2mgL＋ 34mgH D． 2mgL＋ 14mgH 答案 C 解析 設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為 v1，剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度 v2＝ v12 線框自開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度為 12mv21＝ mgH 12mv21＋ mg 第 5 節(jié) 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒 1．電磁感應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到 安培力 作用，因此要維持安培力存在，必須有外力克服 安
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