高中物理第1章第5節(jié)電磁感應中的能量轉化與守恒課時作業(yè)教科版選修3-2(存儲版)
【正文】 磁感應強度按下圖中哪一圖線所表示的方式隨時間變化時，導體環(huán)將受到向上的磁場力作用 ( ) 圖 12 答案 A 解析 A選項中，磁感應強度隨時間增加，導線回路中有電流產生，根據楞次定律，電流方向為 c→ b→ a→螺線管→ d→ c，螺線管下方的導體 環(huán)中有磁通量穿過．但由于磁場的變化越來越慢，穿過圓環(huán)的磁通量也越來越小，根據楞次定律，為阻礙環(huán)中磁通量的減少，環(huán)將靠近螺線管，即環(huán)受向上的磁場力的作用． B選項中，磁場變化越來越快，螺線管中磁場變強，圓環(huán)中磁通量增大，為阻礙磁通量增大，環(huán)將向下運動，即受磁場力向下． C、 D 選項中，磁場均勻變化，螺線管中電流恒定，穿過圓環(huán)的磁通量不變，圓環(huán)中無感應電流產生，與螺線管無相互作用的 力． 5．如圖 13所示，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直紙面向里，磁場上邊界 b和下邊界 d水平．在豎直面內有一矩形金屬線圈，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(位于磁場中 )和 d 時，線圈所受到的磁場力的大小分別為 Fb， Fc和 Fd，則 ( ) 圖 13 A． FdFcFb B． FcFdFb C． FcFbFd D． FcFbFd 答案 D 解析 本題考查電磁感應和安培力相關知識．線圈在進入和離開磁場的過程中，產生感應電流，線圈相應地受到安培力的作用，根據 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，當線圈完全進入磁場 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． 6．如圖 14 所示，兩根光滑的金屬導軌，平行放置在傾角為 θ 的斜面上，導軌的左端接有電阻 R，導軌自身的電阻可忽略不計．斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．質量為 m、電阻可以不計的金屬棒 ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力 F作用下沿導軌勻速上滑，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力的合力所做的功等于零 B．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于 mgh與電阻 R上產生的焦耳熱之和 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上產生的焦耳熱 答案 AD 解析 金屬棒勻速上滑的過程中，對金屬棒受力分析可知，有三個力對棒做功，恒力 F做正功，重力做負功，安培力阻礙相對運動，沿斜面向下，做負功．勻速運動時，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化為電路中的電能，電能又等于 R上產生的焦耳熱，故外力 F與重力的合力所做的功等于電阻 R上產生的焦耳熱， D正確． 7．如圖 15所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為 L 和 2L 的兩只閉合線框 a 和 b，以相同的速度從磁感應強度為 B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的動能，若外力對環(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 根據能的轉化和守恒可知，外力做功等于電能，而電能又全部轉化為焦耳熱 Wa＝ Qa＝ BLv2Ra L′v ＝B2L2L′R v， B、 L、 L′ 、 R 是一樣的，兩次產生的熱量比就是運動速度比，為 1∶ 2， B 錯；通過任一截面的電量 q＝ ILv Wb＝ Qb＝ B2Lv2Rb 第 5 節(jié) 電磁感應中的能量
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