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)(完整版)
【正文】 線框進(jìn)入磁場的過程和從另一側(cè)穿出磁場的過程相比較，下列說法正確的是 ( ) 圖 5 A．線框中感應(yīng)電流的方向相反 B．所受安培力的方向相反 C．穿出磁場過程產(chǎn)生 的電能一定大于進(jìn)入磁場過程產(chǎn)生的電能 D．穿出磁場過程中任意時(shí)刻的電功率不可能小于進(jìn)入磁場時(shí)的電功率 答案 ACD 解析 線框進(jìn)入磁場時(shí)電流的方向是逆時(shí)針方向，離開磁場的過程中電流的方向是順時(shí)針方向，但是受到的安培力的方向都水平向左，故 A對， B錯(cuò)；假設(shè)線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度為 v1，剛要離開磁場時(shí)的速度為 v2，剛好全部離開時(shí)的速度為 v3，線框的電阻為 入磁場過程中，產(chǎn)生的電能 Q1＝ FL；離開磁場過程中由動(dòng)能定理知 FL＋ W 安 ＝ 12mv23－ 12mv22， 離開磁場過程中產(chǎn)生的熱量 Q2＝－ W 安 ，即 Q2＝ FL＋ 12mv22－ 12mv23，又由于一定存在 v2v3，則Q2Q1， C正確；進(jìn)入磁場過程中的電功率 P1＝ F安 v1＝ Fv1，離開磁場過程中的電功率 P2＝ F安 ′ v，同時(shí)由 F 安 ′≥ F， v≥ v1則可推導(dǎo)出 P2≥ P1， D正確． 2．如圖 6所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻 R，質(zhì)量為 m的金 屬棒 (電阻也不計(jì) )放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力 F把 ab 棒從靜止起向右拉動(dòng)的過程中 ( ) 圖 6 A．恒力 F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B．恒力 F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 C．克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 D．恒力 F和摩擦力的合力做的功等 于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和 答案 CD 解析 在此運(yùn)動(dòng)過程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒 ab動(dòng)能的增加量，其中安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項(xiàng) C、 D正確． 點(diǎn)評 (1)此類問題在解答時(shí)，要進(jìn)行全面的受力分析，弄清做功情況． (2)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能． 知識點(diǎn)二 反電動(dòng)勢問題 3．啟動(dòng)家用空調(diào)機(jī)時(shí)，室內(nèi)的電燈往往會暗一下的原因是什么？ 答案 見解析 解析 空調(diào)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，因轉(zhuǎn)速很小，空調(diào)機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢 E′ 很小，而電動(dòng)機(jī)線圈本身電阻很小，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流 I＝ U－ E′R (其中 U為供電電壓 )會很大，也就是流過輸電線中電流很大，因而輸電線上的電壓 U 線 ＝ IR 線 較大，則電燈等用電器兩端的電壓減小，故電燈變暗． 4．正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇葉片，一旦被卡住，電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的溫度上升，時(shí)間一久，便發(fā)出一種焦煳味，十分危險(xiǎn)．產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是什么呢？ 答案 見解析 解析 轉(zhuǎn)動(dòng)中的電動(dòng)機(jī)因故卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，由于沒有了反電動(dòng)勢，電阻很小的線圈直接接在電源兩端，電流很大，很容易燒壞電動(dòng)機(jī)，所以如果電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械故障停轉(zhuǎn)，要立 即切斷電源，進(jìn)行檢查． 點(diǎn)評 (1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過如圖所示電流時(shí)，線圈受安培力方向可用左手定則判斷，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示，此時(shí) AB、 CD兩邊切割磁感線，必有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，感應(yīng)電流方向與原電流反向，故這個(gè)電動(dòng)勢為反電動(dòng)勢，它會阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)．若要使線圈維持原來的轉(zhuǎn)動(dòng)，電源就要向電動(dòng)機(jī)提供能量．此時(shí)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． (2)使用電動(dòng)機(jī)類的電器應(yīng)注意： ① 如果電動(dòng)機(jī)工作中由于機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)沒有了反電動(dòng)勢，電阻很小的線圈直接接在電源兩端，電流會很大，很容易燒毀電動(dòng)機(jī)． ② 當(dāng)電動(dòng)機(jī)所接電源電壓低于正常電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)也不會正常工作，此時(shí)無反電動(dòng)勢或 反電動(dòng)勢很小，也容易燒壞電動(dòng)機(jī)． 【方法技巧練】 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中焦耳熱求解技巧 5．如圖 7所示，阻值為 R的金屬棒從圖示位置 ab 分別以 v v2的速度沿光滑導(dǎo)軌 (
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