高中物理电磁感应中的能量 同步练习 新课标 人教版 选修2-1

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1、电磁感应中的能量同步练习1．如图水平光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直搁在导轨上，令棒以一定的初速度向右运动，当其通过位置a时速率为υa，通过位置b时速率为υb，到位置C时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a、b与b、c的间距相等，则关于金属棒由a到b和由b到c的两个过程中，以下说法正确的是（D）A．通过棒截面的电量不相等B．棒运动的加速度相等C．棒通过a、b两位置时的速率关系为υa＞2υbD．回路中产生的电能Eab与Ebc的关系为：Eab=3Ebc2．

2、如图所示，ab、cd为两根水平放置且相互平行的金属轨道，相距L，左右两端各连接一个阻值均为R的定值电阻，轨道中央有一根质量为m的导体棒MN垂直放在两轨道上，与两轨道接触良好，棒及轨道的电阻不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．棒MN在外驱动力作用下做简谐运动，其振动周期为T，振幅为A，通过中心位置时的速度为υ0，则驱动力对棒做功的平均功率为（B）A．B．C．D．3．一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图(a)所示．已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b)所示，图中

3、的最大磁通量φ0和变化周期T都是已知量，求(1)在t=0到的时间内，通过金属圆环某横截面的电荷量q．(2)在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q．答案：(1)在t=0到时间内，环中的感应电动势E1=在以上时段内，环中的电流为I1=则在这段时间内通过金属环某横截面的电量q=I1t联立求解得(2)在到和在到t=T时间内，环中的感应电动势E1=0在和在时间内，环中的感应电动势E3=由欧姆定律可知在以上时段内，环中的电流为I3=在t=0到t=2T时间内金属环所产生的电热Q=2(I12Rt3+I32Rt3)联立求解得Q=4．平行轨

4、道PQ、MN两端各接一个阻值R1＝R2＝8的电阻，轨道间距L＝1m，轨道很长，本身电阻不计。轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2cm，磁感应强度的大小均为B＝1T，每段无磁场的区域宽度均为1cm，导体棒ab本身电阻r＝1，与轨道接触良好。现使ab以v＝10m/s向右匀速运动。求：⑴当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时，设电流方向从a流向b为正方向，请画出流过导体棒ab的电流随时间变化关系的i—t图象。⑵整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流，求出流过导体棒ab的电流有效值。P通vQM

5、NR1R2ab1cm2cm无无无无2cm……答案：⑴ab在两磁场中切割磁场产生的电动势E＝BLV＝10（V）　则ab中的感应电流大小均为（A）　流过导体棒ab的电流随时间变化规律如图所示i/AOt/10－3s3691215141245781011132－2⑵由电流图象得流过ab棒的电流周期为T＝6×10－3s由　NMPQOO1O1′O′Rlabdd0θθB5．如图所示，光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l，其框架平面与水平面成θ角，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀

6、强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直搁置于导轨上，与磁场上边界相距d0，现使它由静止开始运动，在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：⑴棒ab在离开磁场下边界时的速度；⑵棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能。答案：⑴导体棒ab切割磁感线产生的电动势E＝BLv产生的电流为导体棒受到的安培力为F＝BIl　导体棒出磁场时作匀速运动，受力平衡，即mgsinθ＝F联立解得⑵由能量转化守恒得E电＝EG－EK即E电＝＝6．如图光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放

7、置一矩形线框abcd，ab边的边长l1＝1m，bc边的边l2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M＝2kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度Ｂ＝0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离s＝11.4m，（取g＝10m/s2），求：⑴线框进入磁场时匀速运动的速度v；⑵ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t；⑶t时间内产生的焦耳热．答案：⑴因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡线框abcd

8、受力平衡ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势形成的感应电流受到的安培力联立得：解得　　　　⑵线框abcd进磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动。进磁场前对M对m联立解得：该阶段运