人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)第二章素養(yǎng)提升課(五)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題課件

素養(yǎng)提升課(五)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題第二章

電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)1．綜合運(yùn)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。2．會(huì)分析電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。3．會(huì)用動(dòng)量的觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)中的問(wèn)題。探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達(dá)成探究1

電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1．導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)合＝0。(2)非平衡狀態(tài)：加速度不為零，F(xiàn)合＝ma。2．電學(xué)對(duì)象與力學(xué)對(duì)象的轉(zhuǎn)換及關(guān)系

【典例1】如圖所示，兩平行且無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為θ＝30°，兩導(dǎo)軌之間的距離為l＝1m，兩導(dǎo)軌M、P之間接入電阻R＝0.2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在abdc區(qū)域內(nèi)有一個(gè)方向垂直于兩導(dǎo)軌平面向下的磁場(chǎng)Ⅰ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝1T，磁場(chǎng)的寬度x1＝1m；在cd連線以下區(qū)域有一個(gè)方向也垂直于導(dǎo)軌平面向下的磁場(chǎng)Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.5T。一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的金屬棒垂直放在金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r＝0.2Ω，若金屬棒在離ab連線上端x0處自由釋放，則金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ后，經(jīng)過(guò)ef

時(shí)又達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，cd與ef之間的距離x2＝8m。(g取10m/s2)求：(1)金屬棒在磁場(chǎng)Ⅰ運(yùn)動(dòng)的速度大?。?2)金屬棒滑過(guò)cd位置時(shí)的加速度大??；(3)金屬棒在磁場(chǎng)Ⅱ中達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的速度大小。

[答案]

(1)2m/s

(2)3.75m/s2

(3)8m/s規(guī)律方法

用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：[針對(duì)訓(xùn)練]1．如圖所示，豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為0.2m，金屬導(dǎo)體ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，ab的電阻為0.4Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)體ab的質(zhì)量為0.2g，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，當(dāng)導(dǎo)體ab自由下落0.4s時(shí)，突然閉合開(kāi)關(guān)S，g取10m/s2，則：(1)試說(shuō)出S接通后，導(dǎo)體ab的運(yùn)動(dòng)情況；(2)導(dǎo)體ab勻速下落的速度是多少？

[答案]

(1)先做豎直向下的加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)(2)0.5m/s探究2

電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題1．能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程分析電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。2．求解焦耳熱Q的幾種方法【典例2】如圖所示，水平面內(nèi)有一對(duì)相互平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為d，左端接有定值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒CD垂直于MN、PQ放置在金屬導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好接觸。整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻及導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒間的摩擦。在t＝0時(shí)刻，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌向右的初速度v0，求：(1)t＝0時(shí)導(dǎo)體棒CD產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)t＝0時(shí)導(dǎo)體棒CD所受安培力FA的大小和方向；(3)在導(dǎo)體棒CD從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下的過(guò)程中，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。

[針對(duì)訓(xùn)練]2．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌固定在斜面上，導(dǎo)軌上下兩端分別連著定值電阻R1和R2，且R1＝R2＝R。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，恒力F拉動(dòng)阻值也為R的金屬桿從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。已知從靜止開(kāi)始到金屬桿達(dá)到最大速度的過(guò)程中，恒力F做功為W，金屬桿克服重力做功為W1，金屬桿克服安培力做功為W2，定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，金屬桿動(dòng)能的增加量為ΔEk，重力勢(shì)能的增加量為ΔEp，則(

)A．W＝2Q＋W1＋W2＋ΔEk＋ΔEpB．W＝3Q＋ΔEk＋ΔEpC．W＝W2＋ΔEk＋ΔEpD．W2＝4Q，W1＝ΔEp√C

[功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，力F做功轉(zhuǎn)化為電路中產(chǎn)生的焦耳熱、金屬桿增加的動(dòng)能和增加的重力勢(shì)能，所以有W＝Q總＋ΔEk＋ΔEp，定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，定值電阻R2上產(chǎn)生的焦耳熱也為Q，金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q桿＝4Q，金屬桿克服重力做的功等于金屬桿重力勢(shì)能的增加量，即W1＝ΔEp，金屬桿克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱，即W2＝Q總＝Q＋Q＋Q桿＝6Q，故W＝W2＋ΔEk＋ΔEp，C正確。]

2．動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用在雙金屬棒切割磁感線的系統(tǒng)中，雙金屬棒和導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路，安培力為系統(tǒng)內(nèi)力，如果兩安培力等大反向，且它們受到的外力的合力為0，則滿足動(dòng)量守恒條件，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解比較方便。這類問(wèn)題可以從以下三個(gè)觀點(diǎn)來(lái)分析：(1)力學(xué)觀點(diǎn)：通常情況下一個(gè)金屬棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，而另一個(gè)金屬棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終兩金屬棒以共同的速度勻速運(yùn)動(dòng)。(2)動(dòng)量觀點(diǎn)：如果光滑導(dǎo)軌間距恒定，則兩個(gè)金屬棒的安培力大小相等，通常情況下系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。(3)能量觀點(diǎn)：其中一個(gè)金屬棒動(dòng)能的減少量等于另一個(gè)金屬棒動(dòng)能的增加量與回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和?！镜淅?】如圖所示，兩半徑均為R＝0.8m的四分之一光滑豎直平行圓軌道與水平平行軌道AB、CD分別相切于A、C兩點(diǎn)，軌道間距均為d＝0.5m，水平軌道間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2T，右端B、D間接有定值電阻R0＝1Ω。長(zhǎng)為d＝0.5m、電阻為r＝1Ω的導(dǎo)體棒PQ自圓弧軌道的最高點(diǎn)自由釋放，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程導(dǎo)體棒與軌道始終垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m＝0.5kg，導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝2s后停止運(yùn)動(dòng)，重力加速度g取10m/s2，軌道電阻不計(jì)。求：(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)至圓軌道AC位置時(shí)對(duì)C點(diǎn)的壓力大?。?2)導(dǎo)體棒在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的最大位移。

[答案]

(1)7.5N

(2)2m[針對(duì)訓(xùn)練]3．如圖所示，PQ和MN是固定于水平面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻忽略不計(jì)。質(zhì)量均為m的金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直且接觸良好。兩金屬棒的長(zhǎng)度恰好等于軌道的間距，它們與軌道形成閉合回路。整個(gè)裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。使金屬棒cd得到初速度v0的同時(shí)，金屬棒ab由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，考慮兩金屬棒之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間，不考慮空氣阻力)，以下說(shuō)法正確的是(

)

√

總結(jié)提升

題號(hào)135246879101112√一、選擇題1．如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)。桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都忽略不計(jì)。開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則(

)A．ef

將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速，最后停止B．ef

將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C．ef

將勻速向右運(yùn)動(dòng)D．ef

將往返運(yùn)動(dòng)素養(yǎng)提升練(五)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題

題號(hào)135246879101112題號(hào)213456879101112√2．如圖所示，MN和PQ是兩根互相平行且豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)，ab是一根與導(dǎo)軌垂直且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿。開(kāi)始時(shí)，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓桿ab由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再將S閉合，若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，則金屬桿ab的速度v隨時(shí)間t變化的圖像不可能是下圖中的(

)A

B

C

D題號(hào)213456879101112

題號(hào)324568791011121√3．如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則(

)A．Q1＞Q2，q1＝q2

B．Q1＞Q2，q1＞q2C．Q1＝Q2，q1＝q2

D．Q1＝Q2，q1＞q2題號(hào)324568791011121

題號(hào)423568791011121√

題號(hào)423568791011121

題號(hào)245368791011121√

題號(hào)245368791011121C

[導(dǎo)線MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN所受的合力為零，可知導(dǎo)線MN所受的安培力為零，電路中電流為零，電阻兩端電壓為零，電容器兩端的電壓為U＝E＝Blv，故A、B錯(cuò)誤；電容器所帶電荷量為Q＝CU＝CBlv，故C正確；導(dǎo)線MN以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN所受的合力為零，導(dǎo)線MN中無(wú)電流，導(dǎo)線MN所受的安培力為零，故為保持MN勻速運(yùn)動(dòng)，不需要施加拉力，故D錯(cuò)誤。故選C。]題號(hào)245368791011121√6．(多選)如圖所示，兩個(gè)完全相同的導(dǎo)線圈a、b從同一高度自由下落，途中在不同高度處通過(guò)兩個(gè)寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后落到水平地面上，設(shè)兩線圈著地時(shí)動(dòng)能分別為Eka和Ekb，穿出磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中流過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的總電荷量分別為qa和qb，則下列判斷正確的是(

)A．Eka<Ekb

B．Eka>EkbC．qa＝qb

D．qa>qb√題號(hào)245368791011121

題號(hào)245376891011121√7．(多選)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)且相距l(xiāng)＝0.2m的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ＝37°的絕緣斜面上，頂端接有一盞額定電壓U＝4V的小燈泡，兩導(dǎo)軌間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝5T、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今將一根長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m＝0.2kg、電阻r＝1.0Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置在頂端附近無(wú)初速度釋放，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，已知金屬棒下滑到速度穩(wěn)定時(shí)，小燈泡恰能正常發(fā)光，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則(

)A．金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為3m/s2B．金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為4m/s2C．金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)的速度大小為9.6m/sD．金屬棒穩(wěn)定下滑時(shí)的速度大小為4.8m/s√題號(hào)245376891011121

題號(hào)245386791011121√

√題號(hào)245386791011121

題號(hào)924538671011121√9．如圖所示，兩條光滑金屬導(dǎo)軌平行固定在斜面上，導(dǎo)軌所在區(qū)域存在垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上端連接電阻R，t＝0時(shí)，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，下滑過(guò)程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且方向始終與斜面底邊平行。導(dǎo)體棒在下滑過(guò)程中，流過(guò)導(dǎo)體棒的電流為i，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電阻R消耗的電功率為P，穿過(guò)導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌和電阻R圍成的線框的磁通量為Φ，關(guān)于i、Φ、E、P隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)A

B

C

D題號(hào)924538671011121

題號(hào)924538671011121√10．(多選)(2023·山東卷)足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1m，電阻不計(jì)。質(zhì)量為1kg、長(zhǎng)為1m、電阻為1Ω的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，Ⅰ和Ⅱ區(qū)域內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，其中B1＝2T，方向向下。用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為0.1kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行。MN的速度v1＝2m/s，CD的速度為v2且v2>v1，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。重力加速度大小取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是(

)A．B2的方向向上

B．B2的方向向下C．v2＝5m/s

D．v2＝3m/s√BD

[CD運(yùn)動(dòng)速度v2大于導(dǎo)體棒MN的速度v1，則導(dǎo)體棒MN受到水平向右的摩擦力，因?yàn)閷?dǎo)體棒MN做勻速運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體棒MN受到的安培力方向水平向左，導(dǎo)體棒MN的質(zhì)量m＝1kg，設(shè)MN受到的安培力大小為FMN，規(guī)定水平向右為正方向，對(duì)導(dǎo)體棒MN受力分析有μmg－FMN＝0，解得FMN＝2N，根據(jù)左手定則可知，MN中電流從N流向M，設(shè)CD受到的安培力為FCD，重物質(zhì)量m0＝0.1kg，對(duì)CD受力分析有－μmg＋FCD＋m0g＝0，解得FCD＝1N，則CD受到的安培力向右，電流從D流向C，根據(jù)左手定則可知，B2的方向豎直向下，A錯(cuò)誤，B正確；FMN＝B1IL，F(xiàn)CD＝B2IL，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝B1Lv1－B2Lv2，根據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝IR，聯(lián)立解得v2＝3m/s，C錯(cuò)誤，D正確。]題號(hào)924538671011121題號(hào)924538671011121二、非選擇題11．磁軌炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器。它利用電磁系統(tǒng)中電磁場(chǎng)的作用力，可大大提高彈丸的速度和射程。其加速原理如圖所示，炮彈在導(dǎo)軌的一端，通過(guò)電流后炮彈會(huì)被安培力加速，而高速射出。某磁軌炮導(dǎo)軌長(zhǎng)l＝6m，兩導(dǎo)軌之間的距離d＝0.1m。軌道間磁場(chǎng)可認(rèn)為是磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝3.0T，方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m＝40g的炮彈受安培力而在軌道內(nèi)勻加速運(yùn)動(dòng)，若其從右側(cè)出口射出的速度為v＝3000m/s，忽略一切摩擦力。題號(hào)924538671011121(1)求磁場(chǎng)的方向；(2)求通過(guò)導(dǎo)軌的電流大??；(3)若炮彈所在電路的總電阻為R＝0.1Ω，求發(fā)射炮彈時(shí)裝置所消耗的總能量。[解析]

(1)根據(jù)炮彈受力方向和題圖中電流方向，由左手定則可判斷磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。(2)炮彈在兩導(dǎo)軌間做勻加速運(yùn)動(dòng)v2＝2al根據(jù)牛頓第二定律可得F＝BId＝ma解得I＝1×105A。題號(hào)924538671011121

[答案]

(1)垂直紙面向里(2)1×105A

(3)4.18×106

J題號(hào)92453867101112112．(2023·新課標(biāo)卷)一邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m的正方形金屬細(xì)框，每邊電阻為R0，置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上。寬度為2l的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩虛線為磁場(chǎng)邊界，如圖甲所示。(1)使金屬框以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的左、右邊框始終與磁場(chǎng)邊界平行，金屬框完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，速度大小降為它初速度的一半，求金屬框的初速度大小。題號(hào)924538671011121(2)在桌面上固定兩條光滑長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與磁場(chǎng)邊界垂直，左端連接電阻R1＝2R0，導(dǎo)軌電阻可忽略，金屬框置于導(dǎo)軌上，如圖乙所示。讓金屬框以與(1)中相同的初速度向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬框的上、下邊框處處與導(dǎo)軌始終接觸良好。求在金屬框整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R1產(chǎn)生的熱量。題號(hào)924538671011121

題號(hào)924538671011121

題號(hào)924538671011121

題號(hào)924538671011121

題號(hào)924538671011121

題號(hào)章末綜合測(cè)評(píng)(二)電磁感應(yīng)13524687910111213√一、選擇題(在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。)1．從能量的角度研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確的是(

)A．楞次定律中的阻礙過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程B．產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程中，機(jī)械能和其他形式的能通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成電能C．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力做了多少功，就有多少電能產(chǎn)生D．自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象都符合能量守恒定律1415B

[在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程中，通過(guò)克服非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，克服非靜電力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，楞次定律中的阻礙過(guò)程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，故A正確，不符合題意；在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)生電流的過(guò)程中，通過(guò)克服安培力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，故C正確，不符合題意；產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程中，機(jī)械能和其他形式的能通過(guò)克服非靜電力做功轉(zhuǎn)化成電能，故B錯(cuò)誤，符合題意；由能量的轉(zhuǎn)化和守恒知，一切過(guò)程中能量都守恒，因此，自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象都符合能量守恒定律，故D正確，不符合題意。]題號(hào)135246879101112131415題號(hào)21345687910111213√2．如圖所示，光滑的水平桌面上放著a和b兩個(gè)完全相同的金屬環(huán)。如果一條形磁鐵的N極豎直向下迅速靠近兩環(huán)，則(

)A．a(chǎn)、b兩環(huán)均靜止不動(dòng)B．a(chǎn)、b兩環(huán)互相靠近C．a(chǎn)、b兩環(huán)互相遠(yuǎn)離D．a(chǎn)、b兩環(huán)均向上跳起1415C

[當(dāng)條形磁鐵的N極豎直向下迅速靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知兩環(huán)中的感應(yīng)電流將阻礙這種變化，于是相互遠(yuǎn)離。故選C。]題號(hào)32456879101112131√3．如圖甲所示，螺線管匝數(shù)n＝1000，橫截面積S＝0.02m2，電阻r＝1Ω，螺線管外接一個(gè)阻值R＝4Ω的電阻，電阻的一端b接地，一方向平行于螺線管軸線向左的磁場(chǎng)穿過(guò)螺線管，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則(

)A．在0～4s時(shí)間內(nèi)，R中有電流從a流向bB．在4～6s時(shí)間內(nèi)，通過(guò)R的電流大小為8AC．在t＝3s時(shí)穿過(guò)螺線管的磁通量為0.7WbD．在4～6s時(shí)間內(nèi)，R兩端電壓Uab＝40V1415題號(hào)32456879101112131

1415題號(hào)423568791011121314．Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，L1、L2、L3是磁場(chǎng)邊界，兩磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾染鶠閐，方向如圖所示。與磁場(chǎng)方向垂直的平面內(nèi)有一直角邊長(zhǎng)也為d的等腰直角三角形硬導(dǎo)線框。現(xiàn)使導(dǎo)線框以恒定的速度水平向右穿過(guò)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持一直角邊與磁場(chǎng)邊界平行。若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，則此過(guò)程中，導(dǎo)線框內(nèi)感應(yīng)電流與時(shí)間的關(guān)系圖像，可能正確的是(圖中虛線方格為等大正方形)(

)1415題號(hào)423568791011121311415A

BC

D√題號(hào)42356879101112131B

[Ⅰ區(qū)域存在向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ⅱ區(qū)域存在向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三角形閉合導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍娏鳛樨?fù)；三角形閉合導(dǎo)線框進(jìn)入Ⅱ時(shí)，向里的磁通量減小向外的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，電流為正；三角形閉合導(dǎo)線框離開(kāi)Ⅱ時(shí)，向外的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，電流為?fù)。故選B。]1415題號(hào)24536879101112131√14155．如圖所示，匝數(shù)N＝2000、面積S＝60cm2、電阻r＝1.0Ω的線圈處在豎直向下的均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，通過(guò)軟導(dǎo)線分別與邊長(zhǎng)為l＝10cm、每個(gè)邊的阻值均為4Ω、質(zhì)量分布均勻的正方形線框的d、c相連接，正方形線框用兩個(gè)勁度系數(shù)為k＝150N/m的輕質(zhì)絕緣彈簧懸吊在天花板上，整個(gè)線框處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，已知B1隨時(shí)間的變化規(guī)律為B1＝5t(T)，開(kāi)關(guān)閉合前線框靜止，開(kāi)關(guān)閉合，穩(wěn)定后，兩彈簧的長(zhǎng)度均變化了Δx＝0.5cm。忽略軟導(dǎo)線對(duì)線框的作用力。則下列說(shuō)法正確的是(

)A．線框中的電流方向?yàn)橛蒫到dB．a(chǎn)b邊與cd邊所受的安培力相等C．流過(guò)線圈的電流為20AD．磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小為1T題號(hào)24536879101112131

1415題號(hào)24536879101112131√

1415題號(hào)24536879101112131

1415題號(hào)24537689101112131√7．如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置，間距為l，一端連接阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。t＝0時(shí)導(dǎo)體棒在水平向右的恒力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)導(dǎo)體棒MN兩端的電壓為U，所受安培力的大小為FA，通過(guò)的電流為I，速度大小為v，加速度的大小為a。關(guān)于導(dǎo)體棒MN開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后的情況，下列圖像中合理的是(

)1415A

B

C

D題號(hào)24537689101112131

1415題號(hào)24538679101112131√8．如圖所示，電燈A和B正常工作時(shí)的電阻與定值電阻的阻值相同，均為R，L是自感系數(shù)很大的線圈。當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)且電路狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，A、B亮度相同，再閉合S2，待電路狀態(tài)再次達(dá)到穩(wěn)定后將S1斷開(kāi)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．B燈立即熄滅B．A燈將比原來(lái)更亮一些后再熄滅C．有電流通過(guò)B燈，方向?yàn)閏→dD．有電流通過(guò)A燈，方向?yàn)閍→b1415√題號(hào)24538679101112131AD

[S1閉合、S2斷開(kāi)且電路穩(wěn)定時(shí)兩燈亮度相同，說(shuō)明L的直流電阻亦為R。閉合S2后，L與A燈并聯(lián)，R與B燈并聯(lián)，它們的電流均相等。當(dāng)斷開(kāi)S1后，L將阻礙自身電流的減小，即該電流還會(huì)維持一段時(shí)間，在這段時(shí)間里，因S2閉合，電流不可能經(jīng)過(guò)B燈和R，只能通過(guò)A燈形成L→a→b→c→L的電流，故A、D正確，C錯(cuò)誤；由于自感線圈形成的電流是在L原來(lái)電流的基礎(chǔ)上逐漸減小的，并沒(méi)有超過(guò)A燈原來(lái)電流，故A燈雖推遲一會(huì)熄滅，但不會(huì)比原來(lái)更亮，故B錯(cuò)誤。故選AD。]1415題號(hào)92453867101112131√

1415√題號(hào)92453867101112131

1415題號(hào)92453867101112131√10．如圖所示，垂直紙面向外的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一位于紙面的、電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別向兩個(gè)方向以v、4v的速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的過(guò)程中(

)A．導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差相同B．通過(guò)導(dǎo)體框截面的電量相同C．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同D．導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同1415√

題號(hào)924538671011121311415

題號(hào)924538671011121311415題號(hào)92453867101112131二、非選擇題11．如圖所示，一傾角θ＝37°的光滑絕緣斜面固定在水平面上，底邊寬l＝1.0m，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.25kg的導(dǎo)體棒通過(guò)細(xì)軟導(dǎo)線接入電路中，當(dāng)在斜面范圍存在一垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體棒恰好能水平靜止在斜面上，且圖中標(biāo)稱為“4V，8W”的小燈泡也能正常發(fā)光，已知圖中電源電動(dòng)勢(shì)E＝8.0V，內(nèi)阻r＝1.0Ω，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，試求：(1)小燈泡的額定電流和通過(guò)電源的電流；(2)金屬棒受到的安培力F大??；(3)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小。1415題號(hào)92453867101112131

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