人教版高中物理總復(fù)習[重點題型鞏固練習] 電磁感應(yīng)中的能量問題(基礎(chǔ)) (1)

1、精品文檔用心整理人教版高中物理總復(fù)習知識點梳理重點題型（?？贾R點）鞏固練習【鞏固練習】一、選擇題1、如圖所示，一個矩形線框從勻強磁場的上方自由落下，進入勻強磁場中，然后再從磁場中穿出。已知勻強磁場區(qū)域的寬度大于線框的高度h，那么下列說法中正確的是（）線框只在進入和穿出磁場的過程中，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生線框從進入到穿出磁場的整個過程中，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生線框在進入和穿出磁場的過程中，都是機械能變成電能整個線框都在磁場中運動時，機械能轉(zhuǎn)變成電能abcd）2、如圖所示，在水平絕緣平面上固定足夠長的平行光滑金屬導軌（電阻不計，導軌左端連接一個阻值為r的電阻，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻不計)放在導軌上，金屬棒與

2、導軌垂直且與導軌接觸良好整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，在用水平恒力f把金屬棒從靜止開始向右拉動的過程中，下列說法正確的是（）a.恒力f與安培力做的功之和等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬棒獲得的動能和b.恒力f做的功一定等于克服安培力做的功與電路中產(chǎn)生的電能之和c.恒力f做的功一定等于克服安培力做的功與金屬棒獲得的動能之和d.恒力f做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬棒獲得的動能之和3、如圖所示，細線的一端懸于o點，另一端系一銅環(huán)，在o點正下方有一個具有理想邊界的勻強磁場，銅環(huán)開始時，由a點靜止釋放，向右擺至最高點b，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（）aa、b兩點在同一水平線上b

3、a點高于b點ca點低于b點d銅環(huán)將做等幅擺動4、如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于o點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程中經(jīng)過有界的水平勻強磁場區(qū)域，a，b為該磁場的豎直邊界，若不計空氣阻力，則（）a圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度。資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理b在進入和離開磁場時，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流c圓環(huán)進入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大d圓環(huán)最終將靜止在平衡位置。5、如圖所示，閉合小金屬環(huán)從高h處的光滑曲面右上端無初速滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，則（）a.若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h，b.若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h，c.

4、若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h，d.若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h。6、如圖所示，相距為d的兩水平線l1和l2分別是水平向里的勻強磁場的邊界，磁場的磁感應(yīng)強度為b，正方形線框abcd邊長為l(ld)、質(zhì)量為m。將線框在磁場上方高h處由靜止開始釋放，當ab邊進入磁場時速度為v0，cd邊剛穿出磁場時速度也為v0。從ab邊剛進入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個過程中（）a線框一直都有感應(yīng)電流b線框有一階段的加速度為gc線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+l)d線框做過減速運動7、如圖所示，平行金屬導軌與水平面成角，導軌與兩相同的固定電阻r1和r2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒a

5、b，質(zhì)量為m，導體棒的電阻r=2r1，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，固定電阻r1消耗的熱功率為p，此時（）a整個裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為mmgcosqvb整個裝置消耗的機械功率為8p+mmgvcosqc導體棒受到的安培力的大小為d導體棒受到的安培力的大小為8pv10pv8、如圖所示，平行金屬導軌與水平面成角，導線與固定電阻r1和r2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面有一導體棒ab，質(zhì)量為m，長度為l，導體棒的電阻與固定電阻r1和r2的阻值相等，都等于r，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，有（）a棒中感應(yīng)電流的方

6、向由a到bb棒所受安培力的大小為b2l2v3rc棒兩端的電壓為blv3d棒動能的減小量等于其重力勢能的增加量與電路上產(chǎn)生的電熱之和資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用a.2mglb.2mgl+mghc.2mgl+3精品文檔用心整理9、如圖所示，邊長為l的正方形導線框質(zhì)量為m，由距磁場h高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊進入磁場時的一半，磁場的寬度也為l，則線框穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為（）1mghd.2mgl+mgh42ab=0.1w的導體ab沿光滑導線框向右做勻速運動，10、如圖所示，質(zhì)量為m的單匝正方形線圈，其邊長為l，

7、在距底邊2l的勻強磁場上方由靜止開始自由下落，設(shè)線圈下落過程中線框平面始終位于紙面內(nèi)且底邊保持水平，當線框的底邊剛進入磁場區(qū)域時，恰能在勻強磁場中做勻速運動。若磁場的磁感應(yīng)強度為b，關(guān)于線圈的電阻，正確的是（）b2l2gl2b2l2gla.r=b.r=mgmg2b2l22glb2l22glc.r=d.r=mgmg二、填空題1、如圖所示，長度l0.4m，電阻r運動速度v5m/s。線框中接有r0.4w的電阻。整個空間有磁感應(yīng)強度b0.1t的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面，其余電阻不計。電路abcd中相當于電源的部分是_；_相當于電源的正極。導線ab所受安培力大小f_，電阻r上消耗的功率p_。2、

8、如圖所示，平行金屬導軌間距為d，一端跨接一個阻值為r的電阻。勻強磁場磁感應(yīng)強度為b，方向垂直軌道所在平面。一根長直金屬棒與軌道成60角放置。當金屬棒的恒定速度v沿金屬軌道滑行時，電阻中的電流大小為_，方向為_（不計軌道與棒的電阻）。資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理3、如圖所示，y軸右方有磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場，一個半徑為r的直角扇形金屬框架，總電阻為r，不計重力及一切摩擦，以o為圓心以角速度勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置轉(zhuǎn)動四分之一周期時，外力做功為_。三、計算題1、如圖所示，光滑的金屬導軌放在磁感應(yīng)強度b2t的勻強磁場中。金屬棒ab長0.3m，電阻為0.5w，定值電阻為1w。當ab以5

9、m/s的速度在導軌上平動時，求：（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？（2）通過r的感應(yīng)電流多大？（3）在2s內(nèi)r上消耗電能多大？2、如圖所示，一導軌pmnq，水平固定在一豎直向下的勻強磁場中，導軌上跨放一根質(zhì)量為m的金屬棒ab，導軌的mn邊和金屬棒ab平行，它們的電阻分別是r和r，導軌的其余部分的電阻不計。若沿著mp方向作用在金屬棒上一個水平?jīng)_量，使棒ab在很短時間內(nèi)由靜止得到速度v0，設(shè)導軌足夠長。求金屬棒ab在運動過程中產(chǎn)生的熱量。3、如圖所示，一根電阻為r=0.6的導線彎成一個圓形線圈，圓半徑r=1m，圓形線圈質(zhì)量m=1kg，此線圈放在絕緣光滑的水平面上，在y軸右側(cè)有垂直于線圈平面b=0.

10、5t的勻強磁場。若線圈以初動能e0=5j沿x軸方向滑進磁場，當進入磁資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理場0.5m時，線圈中產(chǎn)生的電能為ee=3j。求：（1）此時線圈的運動速度（2）此時線圈與磁場左邊緣兩交接點間的電壓（3）此時線圈加速度大小4、如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距l(xiāng)=1m。導軌平面與水平面成=37角，下端連接阻值為r的電阻。勻強磁場方向垂直于導軌平面向上，磁感應(yīng)強度為b=0.4t質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直且保持良好接觸，它們間的動摩擦因數(shù)為=0.25金屬棒沿導軌由靜止開始下滑，當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，

11、速度大小為10m/s（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大小；（2）當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時電阻r消耗的功率；（3）電阻r的阻值?！敬鸢概c解析】一、選擇題1、【答案】b【解析】線框只在進入和穿出磁場的過程中，磁通量發(fā)生變化，才有感應(yīng)電流產(chǎn)生，克服安培力做功，機械能轉(zhuǎn)變成電能，故b對。2、【答案】cd【解析】水平恒力f做的功轉(zhuǎn)化為動能，由于運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)化為電能，同時產(chǎn)生安培力，安培力做負功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故cd正確。3、【答案】b【解析】銅環(huán)在進出磁場時磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以小金屬環(huán)的機械能通過感應(yīng)電流做功

12、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能減少，上升的高度減小。只有b正確。4、【答案】b【解析】當圓環(huán)從1位置開始下落，進入磁場時（即2和3位置），由于圓環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生。同時，金屬圓環(huán)本身有內(nèi)阻，必然有能量的轉(zhuǎn)化，即有能量的損失。因此圓環(huán)不會擺到4位置。隨著圓環(huán)進出磁場，其能量逐漸減少圓環(huán)擺動的振幅越來越小。當圓環(huán)只在勻強磁場中擺動時，如圖所示。圓環(huán)內(nèi)無磁通量的變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，無機械能向電能的轉(zhuǎn)化。題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)將在ab間來回擺動。5、【答案】bd【解析】若磁場為勻強磁場，則小金屬環(huán)中無感應(yīng)電流，所以

13、小金屬環(huán)的機械能守恒；若磁場為非勻強磁場，則小金屬環(huán)中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以小金屬環(huán)的機械能通過感應(yīng)電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。6、【答案】bd【解析】由于ld，正方形線框有一段時間全部處在磁場中，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理加速度為重力加速度，a錯b對；取當ab邊進入磁場時為初態(tài)，cd邊剛穿出磁場時為末態(tài)，動能不變，根據(jù)能量守恒定律，減少的重力勢能等于產(chǎn)生的熱量，q=mg(d+l)，c錯；由于線圈在磁場中有一段時間加速度為重力加速度做加速運動，才達到v0，顯然線圈剛進入磁場時做的是減速運動，d對。故選bd。7、【答案】ad【解析】桿與導軌的摩擦

14、力f=mmgcosq，故摩擦消耗的熱功率p=fv=mmgvcosq，fa對；電阻r1消耗的熱功率為p，r2消耗的熱功率為p，導體棒的電流是r1的兩倍，又電v阻r=2r1，則導體棒的熱功率為8p，總功率為10p，10p=fv，所以f=10p，c錯d對；整個裝置消耗的機械功率為摩擦消耗的熱功率與三部分導體的熱功率之和，p=p+p=10p+mmgvcosq，b錯。故選ad?？偀醘8、【答案】ac【解析】根據(jù)右手定則可判斷出棒中感應(yīng)電流的方向由a到b，a正確；安培力大小為：b2l2v2b2l2vf=r+r23rrblv，b錯誤；棒兩端的電壓為u=i=，c正確；棒動能23的減小量等于其重力勢能的增加量與

15、電路上產(chǎn)生的電熱及克服摩擦阻力做功之和，d錯誤。9、【答案】c2【解析】設(shè)ab邊剛進入磁場時速度為v0，則mgh=1mv20整個過程中由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律有mg(h+2l)=q+1vm(0)222解得q=2mgl+10、【答案】b34mgh.【解析】mg2l=12mv2，v=2glblv2b2l2gl勻速運動bil=mgi=，聯(lián)立解得r=，b對。rmg二、填空題1、【答案】ab，a，0.016n，0.064w資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理【解析】ab相當于電源；a相當于電源的正極；e=blv，i=e，f=bil，r+rabb2l2v解得安培力f=0.016n，電阻r上消耗的功率

16、p=i2r=0.064w.r+rab2、【答案】2bdv3r，ab電流i=e【解析】切割磁感線的長度為l，l=dsin60，e=blv=2bdv=。運用右手定則，電流方向為ab。r3r3、【答案】w=pb2r4w8r【解析】設(shè)感應(yīng)電動勢為e，電流為i，外力功wbdv2bdv=sin603由轉(zhuǎn)動切割得：e=1ebr2w電流i=2r所以外力做功w=pb2r4w1p外力功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱w=i2rtt=t=42w8r三、計算題1、【答案】3v，2a，8j【解析】（1）產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=blv=20.35v=3v，（2）通過r的感應(yīng)電流i=er+rab3=a=2a，1+0.5（3）在2s內(nèi)r上消

17、耗電能w=i2rt=2212j=8j.2、【答案】mv2r02(r+r)2【解析】金屬棒ab在沖量作用下獲得速度v0，相應(yīng)的動能ek=1mv20ab切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流受到磁場力f作用做減速運動，直到速度減為零停止下來，在這個過程中，ab棒的動能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化成導軌與ab棒產(chǎn)生的焦耳熱q1和q2。滿足q1q2ek資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費交流使用精品文檔用心整理因?qū)к夒娮鑢和ab棒電阻r是串聯(lián)關(guān)系，則q1=q2rr2(r+r)mv2r0由以上各式可解得，金屬棒上產(chǎn)生的熱量為q=。23、【答案】（1）v=2m/s（2）23v（3）2.5m/s23【解析】（1）設(shè)線圈的速度為v，根據(jù)能量守恒，e=e+0e12mv2解得v=2m/s1（2）線圈切割磁感線的有效長度l=2l=2r2-r2=3m4電動勢e=blv=0.532=3v總0.6r電流i=e3=a兩點間電壓u=ir=左233v（外電阻是左邊的三分之二）（3）安培力為合外力f=ma=bil，線圈加速度大小a=bilm=2.5m/s2。4、【答案】（1）4m/s2（2）8w（3）2w.【解析】金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律m