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《2019_2020学年高中物理第一章5电磁感应中的能量转化与守恒练习（含解析）教科版选修3_2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、5.电磁感应中的能量转化与守恒基础巩固1.(多选)如图所示,闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上,现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中,则( )A.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C.条形磁铁会受到向左的力D.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向右的力而向右运动,磁铁会受到向左的力,所以选项A、C正确,选项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的动
2、能和螺线管中的内能,所以选项B错误.答案:AC2.如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,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( )A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流的方向保持不变C.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
3、上,对线框做负功,线框的机械能减少,选项D错误.答案:B3.(多选)如图所示,两根电阻不计的光滑平行金属导轨的倾角为θ,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面向上.质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿导轨平面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h.在此过程中( )A.金属棒所受各力的合力所做的功为零B.金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和C.恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热解析:由于金属棒沿导轨
4、匀速上滑,根据动能定理可知金属棒所受各力的合力所做的功为零,选项A正确,B错误;恒力F与重力的合力所做的功等于金属棒克服安培力所做的功,或者说等于电阻R上产生的焦耳热,克服安培力所做的功就等于电阻R上产生的焦耳热,不要把二者混淆,选项C错误,D正确.答案:AD4.(多选)如图所示,空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域,一矩形导线框自磁场上方某一高度处自由下落.进入磁场的过程中,导线框平面与磁场方向垂直,则在导线框进入磁场的过程中可能( )A.变加速下落B.变减速下落C.匀速下落D.匀加速下落解析:当线框进入磁场时,ab边切割磁感线产生
5、感应电动势.回路中有感应电流,所以ab边受到的安培力向上.当F安=B2L2vR=mg时,线框匀速进入磁场;当F安=B2L2vRmg时,则变减速进入磁场,故选项A、B、C正确,选项D错误.答案:ABC5.如图所示,两个用相同导线绕成的开口圆环,大环半径为小环半径的2倍,用电阻不计的导线将两环连接在一起.若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1;若将小环放入这个磁场中,大环处于磁场外,a、b两点间电压为U2,则U1∶U2的值为多少?解析:由于大环面积是小环面积的
6、4倍,所以当小环放于磁场中产生的电动势为E时,大环放于磁场中产生的电动势即为4E;设小环的电阻为R,大环的电阻即为2R.当大环放于磁场中时,U1=I1R=4E3R·R=43E;当小环放于磁场中时,U2=I2×2R=E3R·2R=23E.则U1U2=4E32E3=2.答案:2∶16.如图所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD.在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m、长度为L的金属棒ab垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ,若用恒力F沿水平向右拉
7、金属棒运动,求金属棒的最大速度.解析:金属棒向右运动切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则知,棒中有ab方向的电流;再由左手定则,安培力向左,随着金属棒速度的增大,其受到的合力减小,向右做加速度逐渐减小的加速运动;当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力F时,加速度减小到零,速度达到最大,此后匀速运动,所以,由平衡条件有F=BImL+μmg①由闭合电路欧姆定律有Im=EmR②ab切割磁感线产生的感应电动势有Em=BLvm③联立①②③得,金属棒的最大速度vm=(F-μmg)RB2L2.答案:(F-μmg)RB2L27.如图所示,两条平行光
8、滑导轨相距l,左端一段被弯成半径为h的14圆弧,圆弧导轨所在区域无磁场.水平导轨区域存在着竖直向上的匀强磁场B,右端连接阻值为R的定值电阻,水平导轨足够长.在圆弧导轨顶端放置一根质量为m的金属棒ab,导轨和
