2016-2017学年教科版选修3-2电磁感应中的能量转化与守恒作业

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1、学业分层测评（四）（建议用时：45分钟）［学业达标］1.如图1-5-10所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在/【导学号：31310034］A・A.B两点在同一水平线上B・A点高于B点C・/点低于〃点D.铜环将做等幅摆动【解析】铜环由力点向B点运动，在进入磁场和离开磁场的过程中，由于穿过环面的磁通量变化，都要产生感应电流，即产生电能.此电能是由环的机械能转化来的，即环由力到B过程中机械能减少，所以B点比昇点低，B选项正确.【答案】B2.（多选妆口图1-5-11所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上,现将一条形磁

2、铁从左向右插入螺线管中的过程中，贝M）m（）”/必

3、）图1-5-11A.车将向右运动B.使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转变为电能，最终转化为螺线管的内能A.条形磁铁会受到向左的力B.车会受到向左的力【解析】磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误；电磁感应现象中满足能量守恒定律，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误.【答案】AC1.（2014-全国卷）很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖

4、直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率（）【导学号：31310035]A.均匀增大B.先增人，后减小C.逐渐增大，趋于不变D.先增大，再减小，最后不变【解析】利用电磁感应现象分析解答.开始时，条形磁铁以加速度g竖直下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落.开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加速运动，且随下落速度增大，其加速度变小.当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的

5、重力•故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值.选项C正确.【答案】C2.如图1-5-12所示，固定的水平长肓导线中通有电流/,矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行.线框由静止释放，在下落过程中（）图1-5-12穿过线框的磁通量保持不变线框中感应电流的方向保持不变线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大【解析】当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减少，根据楞次定律可知产生的感应电流的方向为顺时针且方向不发生变化，选项A错误，B正确；因线框上下两边所在处的磁场强弱不同，线框所受的安培力

6、的合力一定不为零，选项C错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，选项D错误.【答案】B1.如图1-5-13所示，竖直放置的两根平行金属导轨Z间接有定值电阻质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（）XXXF%XX图1-5-13【导学号：31310036]A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻7?上

7、放出的热量【解析】棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力.根据能量守恒的条件可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A选项正确.【答案】A2.（多选）如图1-5-14所示，两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为厶底端接阻值为7?的电阻.将质量为加的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金屈棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，除电阻7?外其余电阻均不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，贝％）XXBXXXX4Z=)bXRXXX图1-5-14A・释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB・金属棒向下运动

8、时，流过电阻R的电流方向为a~^br2j2c・金属棒的速度为。时，所受的安培力大小为F=〒D・电阻人上产牛的总热量等于金属棒重力势能的减少【解析】金属棒刚释放时，弹簧处于原长，此时弹力为零，又因此时速度为零，因此也不受安培力作用，金属棒只受重力作用，其加速度应等于重力加速度，故选项A正确；金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，电阻等效为外电路，其电流方向为h-a,故选项B错误；金属棒速度厶2^为o时，安培力大小为F=BIL,I=BLv/R,由以上两式得F=—^~,故选项C正确；金属棒下落过程中，由能量守恒定律知

9、，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能以及电阻7?上产生的内能，因此选项D错误.【答案】AC1.如图1-5-15所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为厶，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直，一质量为加、有效电阻