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)(參考版)
2024-12-02 18:24本頁面
【正文】 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 t＝ BLvR 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)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(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 安培力 做功，此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為電能． 2．如圖 1所示，當(dāng)開關(guān)閉合后 ，電流從 a到 b流過導(dǎo)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(yùn)動(dòng) (導(dǎo)軌光滑 )，由于 ab切割磁感線運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(gè)電動(dòng)勢(shì) E′ 叫 反電動(dòng)勢(shì)． 圖 1 3．存在反電動(dòng)勢(shì)的電路中，電源提供電能克服 反電動(dòng)勢(shì) 做功并 且產(chǎn)生焦耳熱，而其中克服反電動(dòng)勢(shì)的能量又通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線或線圈的 機(jī)械能． 4．如圖 2所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一導(dǎo)線框 abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直， R 為一電阻， ef 為垂直于 ab 的一段導(dǎo)體桿，它可在 ab， cd 上無摩擦地滑動(dòng)，桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)．開始時(shí)，給 ef 一個(gè)向右的初速度，則 ( ) 圖 2 A． ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速 B． ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止 C． ef將勻速向右運(yùn)動(dòng) D． ef將往返運(yùn)動(dòng) 答案 A 解析 ef向右運(yùn)動(dòng)，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律， ef 棒受安培力將阻礙其向右運(yùn)動(dòng)，即 ef要克服安培力做功而使動(dòng)能減少，故 ef是向右做減速運(yùn)動(dòng)．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(yùn)動(dòng)． 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(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是 y＝ a的直線 (圖中的虛線所示 )，一個(gè)質(zhì)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(shè)拋物線足夠長，則金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過程中產(chǎn)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(jìn)入磁場(chǎng)或離開磁場(chǎng)的過程中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電流，進(jìn)而產(chǎn)生焦耳熱．最后，金屬塊在高為 a的曲面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．減少的機(jī)械能為 mg(b－ a)＋ 12mv2，由能量的轉(zhuǎn)化和守恒可知，減少的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化成焦耳熱，即選 D. 6．水平放置的光滑導(dǎo)軌上放置一根長為 L，質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒 ab， ab處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向如圖 4所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的一端接一阻值為 R 的電阻．現(xiàn)使 ab在水平恒力 F 作用下由 靜止沿垂
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