20xx教科版高中物理選修一第1章第5節(jié)電磁感應中的能量轉化與守恒課時作業(yè)-文庫吧在線文庫
【正文】 轉化與守恒 1．電磁感應過程實質是不同形式的能量轉化的過程，電磁感應過程中產生的感應電流在磁場中必定受到 安培力 作用，因此要維持安培力存在，必須有外力克服 安培力 做功，此過程中，其他形式的能轉化為 電能． 外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能． 2．如圖 1所示，當開關閉合后 ，電流從 a到 b流過導體，由左手定則可知，桿 ab受到向右 的安培力，在此力的作用下桿 ab向右做 加速 運動 (導軌光滑 )，由于 ab切割磁感線運動，因而產生感應電動勢 E′ ，由 右手 定則可知， E′ 的方向是從 b 到 a，同電路中的電流方向相反 ，這個電動勢 E′ 叫 反電動勢． 圖 1 3．存在反電動勢的電路中，電源提供電能克服 反電動勢 做功并 且產生焦耳熱，而其中克服反電動勢的能量又通過電磁感應轉化為運動導線或線圈的 機械能． 4．如圖 2所示，在一均勻磁場中有一導線框 abcd，線框處于水平面內，磁場與線框平面垂直， R 為一電阻， ef 為垂直于 ab 的一段導體桿，它可在 ab， cd 上無摩擦地滑動，桿ef及線框中導線的電阻都可不計．開始時，給 ef 一個向右的初速度，則 ( ) 圖 2 A． ef將減速向右運動，但不是勻減速 B． ef將勻減速向右運動，最后停止 C． ef將勻速向右運動 D． ef將往返運動 答案 A 解析 ef向右運動，在閉合回路中產生感應電流，根據楞次定律， ef 棒受安培力將阻礙其向右運動，即 ef要克服安培力做功而使動能減少，故 ef是向右做減速運動．但值得注意的是，隨速度 v的減小，加速度減小，故不可能做勻減速運動． A正確． 5．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖 3所示，拋物線的方程為 y＝ x2，其下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是 y＝ a的直線 (圖中的虛線所示 )，一個質量為 m的小金屬塊從拋物線 y＝ b(ba)處以速度 v沿拋物線下滑，假設拋物線足夠長，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產生的焦耳熱總量是 ( ) 圖 3 A． mgb C． mg(b－ a) D． mg(b－ a)＋ 12mv2 答案 D 解析 金屬塊在進入磁場或離開磁場的過程中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，產生電流，進而產生焦耳熱．最后，金屬塊在高為 a的曲面上做往復運動．減少的機械能為 mg(b－ a)＋ 12mv2，由能量的轉化和守恒可知，減少的機械能全部轉化成焦耳熱，即選 D. 6．水平放置的光滑導軌上放置一根長為 L，質量為 m的導體棒 ab， ab處在磁感應強度大小為 B、方向如圖 4所示的勻強磁場中，導軌的一端接一阻值為 R 的電阻．現使 ab在水平恒力 F 作用下由 靜止沿垂直于磁場的方向運動，當通過位移為 x時， ab 達到最大速度 v.此時撤去外力，最后 ab靜止在導軌上．在 ab運動的整個過程中，下列說法正確的是 ( ) 圖 4 A．撤去外力后， ab做勻減速運動 B．合力對 ab做的功為 Fx C． R上釋放的熱量為 Fx＋ 12mv2 D． R上釋放的熱量為 Fx 答案 D 解 析 撤去外力，導體棒水平方向只受安培力作用，而 F 安 ＝ B2L2vR ， F 安 隨 v的變化而變化，故棒做變加速運動， A 錯；對整個過程由動能定理得 W 合 ＝ Δ Ek＝ 0， B 錯；由能量守恒知，外力做的功等于整個回路產生的電能，電能又轉化為 R 上釋放的熱量，即 Q＝ Fx， D 正確， C錯． 【概念規(guī)律練】 知識點一 電 磁感應中的能量問題 1．邊長為 L的正方形金屬框在水平恒力 F 作用下，將穿過方向如圖 5 所示的有界勻強磁場，磁場范圍為 d(dL)，已知線框進入磁場時恰好勻速，則
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