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)(存儲(chǔ)版)
【正文】 磁感應(yīng)強(qiáng)度按下圖中哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)力作用 ( ) 圖 12 答案 A 解析 A選項(xiàng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間增加，導(dǎo)線回路中有電流產(chǎn)生，根據(jù)楞次定律，電流方向?yàn)?c→ b→ a→螺線管→ d→ c，螺線管下方的導(dǎo)體 環(huán)中有磁通量穿過．但由于磁場(chǎng)的變化越來越慢，穿過圓環(huán)的磁通量也越來越小，根據(jù)楞次定律，為阻礙環(huán)中磁通量的減少，環(huán)將靠近螺線管，即環(huán)受向上的磁場(chǎng)力的作用． B選項(xiàng)中，磁場(chǎng)變化越來越快，螺線管中磁場(chǎng)變強(qiáng)，圓環(huán)中磁通量增大，為阻礙磁通量增大，環(huán)將向下運(yùn)動(dòng)，即受磁場(chǎng)力向下． C、 D 選項(xiàng)中，磁場(chǎng)均勻變化，螺線管中電流恒定，穿過圓環(huán)的磁通量不變，圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，與螺線管無相互作用的 力． 5．如圖 13所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直紙面向里，磁場(chǎng)上邊界 b和下邊界 d水平．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面 a開始下落．已知磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面 a、 b 之間的距離．若線圈下邊剛通過水平面 b、 c(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)入和離開磁場(chǎng)的過程中，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) 的過程中，沒有安培力，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)；通過任一截面的電量 q＝ ILv Wb＝ Qb＝ B2Lv2Rb 第 5 節(jié) 電磁感應(yīng)中的能量
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