《电磁感应中的能量转化与守恒》练习(教科版选修3-2)

第6-7课时反电动势与能量守恒1.如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2在先后两种情况下（）A．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=2∶1B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶22．竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计ab杆及导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图.若ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升，则A.拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热B.金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热C.拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热D.拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh3．电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的内能是.4.如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d=0.5m，导轨一端接有R=4.0Ω的电阻。有一质量m=0.1kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T。现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v=10m/s的速度向右做匀速运动。设导轨足够长。（1）求金属棒ab两端的电压；（2）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻R产生的热量。5.设匀强磁场的磁感应强度B=0.1特,导体ab的长度L=40厘米,向右匀速运动的速度V=5.0米/秒,框架的电阻不计,导体ab的电阻R=0.5欧.试求:(1)感应电动势和感应电流的大小和方向(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力(3)外力做功的功率(4)感应电流的功率6.如图所示，矩形线圈长L，宽h，电阻为R，质量为m，在空气中竖直下落一段距离后（空气阻力不计），进入一宽度也为h，磁感强度为B的匀强磁场中，线圈进入磁场时的动能为Ek1，线圈刚穿出磁场时的动能为Ek2，这一过程中产生的焦耳热为Q，线圈克服磁场力做的功为W1，重力做的功为W2，线圈重力势能的减少量为△Ep，则以下关系中正确的是（）A.、Q=Ek1－Ek2B、Q=W2－W1C、Q＝W1D、W2=W1+Ek2－Ek17.如图所示，一足够长的“n”形导体框架，宽度为L，其所在平面与水平面垂直，电阻可以忽略不计．设匀强磁场与导体框架的平面垂直，磁感应强度为B．有一根导体棒ab跨放在框架上，由静止释放导体棒沿框架竖直滑下，且始终保持水平，它与框架间摩擦力为f，如图所示，导体棒质量为m，有效电阻R，则(1)ab中感应电流的方向是什么？（2）ab下滑过程中，加速度大小的变化是多少？（3）ab下滑的最大速度等于多少？（4）ab以最大速度下滑时消耗的电功率等于多少？8.如图所示，电阻为R的矩形线圈，长为L，宽为a，在外力的作用下以速度v向右匀速运动，通过宽度为d磁感应强度为B的匀强磁场，在下列两种情况下求外力做的功：(1)L＜d(2)L＞d9.如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。10.如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，经过足够长的时间后，金属杆达到最大速度，在这个过程中，电阻R上产生的热为Q。导轨和金属杆接触良好，它们之间的动摩擦因数为，且。已知重力加速度为g。（1）求磁感应强度的大小；（2）金属杆在加速下滑过程中，当速度达到时，求此时杆的加速度大小；（3）求金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度。参考答案:1．A2.BCD3.2mgh.4.(1)0.8V(2)5J5.(1)0.2伏在棒中感应电动势由b指向a,0.4安在棒中感应电流b指向a(2)0.016牛(3)0.08瓦(4)0.08瓦6.D7.(1)(2)由大变小(3)(4)8.1.(1)(2B2a2Lv)/R(2)(2B2a3v)/R9.（1）（2）（3）（4）（5）与v无关10.高╓考╓试﹥题∠库