专题专项检测(三) 电磁感应中的力与能量问题

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1、专题专项检测(三)　电磁感应中的力与能量问题(时间：30分钟　满分：50分)一、选择题(共4小题，每小题5分，共20分)1．一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图1所示，则(　　)图1A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动2．如图2所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直

2、的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均应减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是(　　)图2A．大于环重力mg，并逐渐减小B．始终等于环重力mgC．小于环重力mg，并保持恒定D．大于环重力mg，并保持恒定3．(多选)如图3所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则(　　)图3A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动

3、时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能4．如图4所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，导体棒受到的安培力的大小为F，此时(　　)图4①电阻R1消耗的热功率为　②电阻R2消耗的热功率为　③整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv　④整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)vA．①②　　　　　　　　

4、　B．②④C．③④D．①④二、非选择题(共4小题，共30分)5.(7分)如图5所示，PN与QM两平行金属导轨相距1m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6Ω，ab导体的电阻为2Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T。现ab以恒定速度v＝3m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，求：图5(1)R2的阻值；(2)R1与R2消耗的电功率；(3)拉ab杆的水平向右的外力F。6.(8分)均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m，将其置于磁感应强度为B的水

5、平匀强磁场上方h处，如图6所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行，重力加速度为g，当cd边刚进入磁场时：图6(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度大小恰好为，则线框下落的高度h应满足什么条件？7．(7分)如图7甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1m，上端接有电阻R1＝3Ω，下端接有电阻R2＝6Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m＝0.1kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2m过程中始终与导轨保持

6、良好接触，加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。求：(1)磁感应强度B；(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q。图78．(8分)如图8所示，光滑矩形斜面ABCD的倾角θ＝30°，在其上放置一矩形金属框abcd，ab的边长l1＝1m，bc的边长l2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近，重物质量M＝2kg，斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小B＝0.5T，方向垂直于斜面向上；已知ef到gh的距离为0.6m，现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd与AB边重合)，在重物

7、M达到地面之前，发现线框匀速穿过匀强磁场区域，不计滑轮摩擦，取g＝10m/s2。求：图8(1)线框进入磁场前细线所受拉力的大小；(2)线框从静止运动开始到ab边刚进入磁场所用的时间；(3)线框abcd在整个运动过程中产生的热量。答案1．选C　由于磁场区域宽度大于线框宽度，故线框进入磁场过程中若匀速运动，则mg－＝0，全部进入后加速向下运动，穿出时＞mg，故做减速运动，选项A错误；若线框进入磁场时加速，全部进入后仍然加速，穿出时重力与安培力关系不能确定，选项B错误；线框减速进入磁场，则mg＜，全部进入后加速运动，穿出磁场时mg＜，选项C正确，D错误。2．选A　

8、根据楞次定律知圆环中感应电流方向为顺时针，再由左手定