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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)-文庫吧資料

2024-12-06 18:24本頁面
  

【正文】 直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)通過位移為 x時(shí), ab 達(dá)到最大速度 v.此時(shí)撤去外力,最后 ab靜止在導(dǎo)軌上.在 ab運(yùn)動(dòng)的整個(gè)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(yùn)動(dòng) B.合力對(duì) 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(dǎo)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(yùn)動(dòng), A 錯(cuò);對(duì)整個(gè)過程由動(dòng)能定理得 W 合 = Δ Ek= 0, B 錯(cuò);由能量守恒知,外力做的功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的電能,電能又轉(zhuǎn)化為 R 上釋放的熱量,即 Q= Fx, D 正確, C錯(cuò). 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 電 磁感應(yīng)中的能量問題 1.邊長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)范圍為 d(dL),已知線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好勻速,則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程和從另一側(cè)穿出磁場(chǎng)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(chǎng)過程產(chǎn)生 的電能一定大于進(jìn)入磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的電能 D.穿出磁場(chǎng)過程中任意時(shí)刻的電功率不可能小于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的電功率 答案 ACD 解析 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流的方向是逆時(shí)針方向,離開磁場(chǎng)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(duì), B錯(cuò);假設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為 v1,剛要離開磁場(chǎng)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(chǎng)過程中,產(chǎn)生的電能 Q1= FL;離開磁場(chǎng)過程中由動(dòng)能定理知 FL+ W 安 = 12mv23- 12mv22, 離開磁場(chǎng)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(chǎng)過程中的電功率 P1= F安 v1= Fv1,離開磁場(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)中,磁場(chǎng)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(píng) (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(shí)點(diǎn)二 反電動(dòng)勢(shì)問題 3.啟動(dòng)家用空調(diào)機(jī)時(shí),室內(nèi)的電燈往往會(huì)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(shì) 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(huì)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)
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