鞏固練習(xí)電磁感應(yīng)中的能量問題提高

1、【鞏固練習(xí)】 -、選擇題1、（2016河北衡水校級(jí)模擬）如圖所示， 虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN下方存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。足夠長的不等間距金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。兩個(gè)金屬棒通過棒兩端的套環(huán)水平的套在金屬導(dǎo)軌上，其中光滑金屬棒AB質(zhì)量為m、長為L、電阻為R;金屬棒CD質(zhì)量為2m、長為2L、電阻為2R, 與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為w若AB棒在外力F的作用下向上做勻速運(yùn)動(dòng)，CD棒向下做勻速運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A. AB棒中電流方向從 A到BB. AB棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度為3mgRjB2L2C. AB棒所受拉力為F =mg1mg卜3D.時(shí)間t內(nèi)C

2、D棒上的焦耳熱為3m2g2Rt臚b2l2【答案】BC【解析】根據(jù)右手定則可知，AB棒中電流方向由B到A, A錯(cuò)；令A(yù)B棒的速度為Vi,則電路的電流"器，對(duì)于CD棒的勻速運(yùn)動(dòng)有：2mg= dB2L，聯(lián)立解得v廠甞，B正確；由AB棒勻速上升，有F=mg+BIL代入v1 =3mgRjB2L2BLvi3RmgC正確；CD棒上的焦耳熱 QI22Rt2m2g2Rtj2b2l2D錯(cuò)。故選BC。2、（ 2016黃岡模擬）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里，極板間距為d的平行板電容器與總阻值為 2R,的滑動(dòng)變阻器通過平行導(dǎo)軌相連，電阻為Ro的導(dǎo)體棒MN可在外力的作用下壓導(dǎo)軌從左向右做

3、勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位于a、b的中間位置且導(dǎo)體棒 MN的速度為vo時(shí)位于電容器中P點(diǎn)的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計(jì)摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻，各接觸處接觸良好，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（）A. 油滴帶正電荷B. 若將上極板豎直向上運(yùn)動(dòng)距離為d,油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度a二衛(wèi)2C. 若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?vo，油滴將向上加速運(yùn)動(dòng)，加速度a=gD. 若保持導(dǎo)體棒的速度 vo不變，而將滑動(dòng)觸頭置于a端，同時(shí)將電容器上極板向上移動(dòng)d/3,油滴仍將靜止3、如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于 O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺 動(dòng)過程中經(jīng)過有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，

4、A，B為該磁場(chǎng)的豎直邊界，若不計(jì)空氣阻力，則（）A .圓環(huán)向右穿過磁場(chǎng)后，還能擺至原來的高度。B .在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流C .圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)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。04、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(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h,B. 若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h,C. 若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h,D. 若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h。5、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成B角，導(dǎo)軌與兩相同的固定電阻 Ri和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)

5、垂直穿過導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒 ab,質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻 R=2R1，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 仏導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為 熱功率為P,此時(shí) （）A .整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為"mgcos vB.整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為 8P "mgvcosv時(shí)，固定電阻R1消耗的C.導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為8Pv10D 導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為v6、如圖所示，邊長為 L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為 m，由距磁場(chǎng)H高處自由下落，其下邊 ab 進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)， 直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)， 速度減為ab邊進(jìn) 入磁場(chǎng)時(shí)的一半，磁場(chǎng)的寬度也為 L,則線框

6、穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為（）A. 2mgL3B. 2mgL+mgH C. 2mgL mgH41D. 2mgL mgH7、如圖所示，質(zhì)量為 m的單匝正方形線圈，其邊長為L,在距底邊2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dāng)線框的底邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)， 培力的功率，正確的是（A. mg gL恰能在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)。若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，關(guān)于安C. mg _2gL)B.2mg、gLD. 2mg _ 2gL8、如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端 連接一個(gè)電阻 R,質(zhì)量為m的金屬棒（電阻也不計(jì)）

7、放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝 置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過程中 恒力f做的功等于電路產(chǎn)生的電能一尸 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和以上結(jié)論正確的有（）A. B.C.D.9、如圖所示，光滑的 “口形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為 m的金屬棒MN與框架接觸良好磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abed和edef區(qū)域，現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng) Bi區(qū)域后，恰好做勻速

8、運(yùn)動(dòng)。以下說法中正確的是（）A. 若B2=Bi，金屬棒進(jìn)入B. 若B2=Bi，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑B2區(qū)域后仍將保持勻速下滑C. 若B2<Bi，金屬棒進(jìn)入 B2區(qū)域后將先加速后勻速下滑D. 若B2>B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先減速后勻速下滑10、如圖所示，粗細(xì)均勻的電阻絲繞制的矩形導(dǎo)線框?qū)w棒MN可與導(dǎo)線框保持良好接觸并做無摩擦滑動(dòng)abed處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一種材料的.當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下從導(dǎo)線框左端開始做切割磁感線的勻速運(yùn)動(dòng)一直滑到右端的過程中，導(dǎo)線框上消耗的電功率的變化情況可能為（）A.逐漸增大B.先增大后減小C.先減小后增大D.先增大后減小，再增大再減小、填空

9、題1、如圖所示，由7根長度都是L的金屬桿連接成的一個(gè)日”字型的矩形金屬框 abedef，放在紙面所在的平面內(nèi)，有一個(gè)寬度也為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界跟ed桿平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是B ,方向垂直于紙面向里，金屬桿af、be、ed的電阻都為r,其他各桿的電阻不計(jì)各桿端點(diǎn)間接觸良好?，F(xiàn)以速度v勻速地把金屬框從磁場(chǎng)的左邊界水平向右拉，從ed桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間開始計(jì)時(shí)，求：（1）ed桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中，通過af桿的電流為 （2）從開始計(jì)時(shí)到金屬框全部通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流所產(chǎn)生的總熱量Q為B iXK X Xj ij2、如圖所示，y軸右方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)半徑為r的直角扇形金屬框

10、架，總 電阻為R,不計(jì)重力及一切摩擦，以 O為圓心以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一周期時(shí)，外力做功為。3、如圖，在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌 MN、PQ,導(dǎo)軌間距離為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo) 軌所在的平面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為 m、m2和Ri、R2,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，已知：桿1被外力拖動(dòng)，以恒定的速度 v0沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌的電阻可忽略，此時(shí)桿2克服摩擦力做功的功率為、計(jì)算題1、如圖，水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌， 其MN、PQ邊的電阻不計(jì)，MP邊

11、的電阻阻值 R=1.5 Q MN與MP的夾角為135 ° PQ與MP垂直，MP邊長度小于1m。將質(zhì)量m=2kg，電阻不計(jì) 的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與 MP平行。棒與 MN、PQ交點(diǎn)G、H間的距離L=4m。 空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。在外力作用下，棒由 GH處以一定的初速度向左做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時(shí)的電流強(qiáng)度相等。(1) 若初速度W=3m/s，求棒在GH處所受的安培力大小 Fa。(2) 若初速度V2=1.5m/s，求棒向左移動(dòng)距離 2m到達(dá)EF所需時(shí)間to(3) 在棒由GH處向左移動(dòng)2m到達(dá)EF處的過程中，外力做功 W=7J

12、，求初速度 v 。2、某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示一個(gè)半徑為R= 0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為 R的金屬棒OA, A端與導(dǎo)軌接觸良好， 0端固定在圓心處R的轉(zhuǎn)軸上.轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng).圓3盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m= 0.5 kg的鋁塊.在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T . a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過電刷與O端相連.測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 U可算得鋁塊速度.鋁塊由靜止釋放，下落h = 0.3 m時(shí)，測(cè)得 U = 0.15 V .(細(xì)線與圓盤間沒有滑動(dòng)，金

13、屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不 計(jì)，重力加速度g取10 m/s2)(1) 測(cè)U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的 正極”還是 負(fù)極”?求此時(shí)鋁塊的速度大??；求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失.3、用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為 L的閉合正方形框 abb a 。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間，其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)。可認(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極之間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平(不計(jì)空氣 阻力)。(1)求方框下落的最大速度(2)當(dāng)方框下落的加速度為已知方框下落時(shí)間為內(nèi)

14、，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流(3)Vm (設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在數(shù)值方向足夠長)； g時(shí)，求方框的發(fā)熱功率 P；2時(shí)，下落高度為h，其速度為Vt (Vt<Vm)。若在同一時(shí)間t Io在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流Io的表達(dá)式。4、如圖1所示，一端封閉的兩條平行光滑長導(dǎo)軌相距L,距左端L處的右側(cè)一段被彎成半徑為丄的四分之一圓弧，圓弧導(dǎo)軌的左、右兩段處于高度相差 丄的水平面上。以弧形導(dǎo)軌2 2的末端點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為 x軸正方向，建立 Ox坐標(biāo)軸。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁 場(chǎng)；左段區(qū)域存在空間上均勻分布，但隨時(shí)間t均勻變化的磁場(chǎng) B(t)，如圖2所示；右段區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不隨時(shí)間變化， 只

15、沿x方向均勻變化的磁場(chǎng) B(x)，如圖3所示；磁場(chǎng) B(t)和B(x)的方向均豎直向上。 在圓弧導(dǎo)軌最上端， 放置一質(zhì)量為 m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，金屬棒由靜止開始下滑時(shí)左段磁場(chǎng)B(t)開始變化，金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，經(jīng)過時(shí)間to金屬棒恰好滑到圓弧導(dǎo)軌底端。已知金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為 go(1) 求金屬棒在圓弧軌道上滑動(dòng)過程中，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E;(2) 如果根據(jù)已知條件，金屬棒能離開右段磁場(chǎng)B(x)區(qū)域，離開時(shí)的速度為 v,求金屬棒從開始滑動(dòng)到離開右段磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q;(3) 如果根據(jù)已知條件，金屬棒滑行到X=X!位置時(shí)停下來，

16、a. 求金屬棒在水平軌道上滑動(dòng)過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量q;b. 通過計(jì)算，確定金屬棒在全部運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電流最大時(shí)的位置。5、如圖甲所示，表面絕緣、傾角左30的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.50T，其方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個(gè)質(zhì)量 m=0.10kg、總電阻R=0.25啲單匝矩形閉合金屬框abed,放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長L= 0.50m。從t=0時(shí)刻開始，線框在垂直ed邊沿斜面向上大小恒定的拉

17、力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時(shí)間可忽略不計(jì)，且 沒有機(jī)械能損失。線框向上運(yùn)動(dòng)過程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知線框在整個(gè)運(yùn) 動(dòng)過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，重力加速度g取10 m/s2o(1) 求線框受到的拉力F的大小及線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2) 求線框ad邊的長度I;(3) 已知 線框向下 運(yùn)動(dòng)通 過磁場(chǎng)區(qū) 域過程中的速 度v隨位移x的變化 規(guī)律滿 足v 二 V。b2l2mRx (式中V0為線框向下運(yùn)動(dòng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小,x為線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后對(duì)磁場(chǎng)上邊界的位移大小)

18、 熱量Q o，求線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中由于摩擦所產(chǎn)生的【答案與解析】-、選擇題1、【答案】D【解析】 本題考查電磁感應(yīng)、動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn)，考查對(duì)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”的理解能力與推理能力.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，沿圓環(huán)一周的感生電動(dòng)勢(shì)N AB2E感 =S = k -n-2，電荷環(huán)繞一周，受環(huán)形電場(chǎng)的加速作用，應(yīng)用動(dòng)能定理可得感tt-W= qE感=n qk.選項(xiàng)D正確。2、【答案】D【解析】根據(jù)右手定則可知，MN端為正極，油滴靜止，因此帶負(fù)電，A錯(cuò)；設(shè)導(dǎo)體棒長度為L,導(dǎo)體棒切割磁感線形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv，電容器兩端電壓為:ER0 BLvR0R0開始油滴靜止有:Uiq 二 m gd

19、 a若將上極板豎直向上移動(dòng)距離d時(shí)有:mg_ma聯(lián)立得：a1 =g/2，方向向下，B錯(cuò)；當(dāng)若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)閁1qmg二 ma 將中V0換為2V0聯(lián)立解得：a2=g/2，方向豎直向上，C錯(cuò);2vo時(shí)有:若保持導(dǎo)體棒的速度為vo不變，而將滑動(dòng)觸頭置于 a位置時(shí)，電容器兩端之間的電壓為:U-BLv0，此3時(shí)油滴所受電場(chǎng)力為:U2一F = q -二mg，油滴受到的合力為零，因此油滴仍然靜止,4d3確。故選D。3、【答案】B【解析】當(dāng)圓環(huán)從1位置開始下落，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)（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(shí)，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

20、圓環(huán)不會(huì)擺到4位置。隨著圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)，其能量逐漸減少圓環(huán)擺動(dòng)的振幅越來越小。 當(dāng)圓環(huán)只在 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)，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，乂 I1 x無機(jī)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) AB間來回?cái)[動(dòng)。的速度方向，拉力對(duì)圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)將在4、【答案】BD【解析】若磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則小金屬環(huán)中無感應(yīng)電流，所以小金屬環(huán)的機(jī)械能守恒；若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(jī)械能通過感應(yīng)電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、【答案】AD【解析】桿與導(dǎo)軌的摩擦力 f =mg cost，故摩擦消耗的熱功

21、率 Pf = f v - "mgvcosv，A對(duì)；電阻Ri消耗的熱功率為 P，R2消耗的熱功率為 P,導(dǎo)體棒的電流是 Ri的兩倍，又電10P阻R=2Ri，則導(dǎo)體棒的熱功率為 8P,總功率為10 P，10P = F V,所以F =，C錯(cuò)Dv對(duì)；整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為摩擦消耗的熱功率與三部分導(dǎo)體的熱功率之和，F(xiàn)總二F熱 +Pf =10P ：二mgvcos j，B錯(cuò)。故選 AD6、【答案】C、 1 2【解析】設(shè)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為 V。，則mgH = mv0整個(gè)過程中由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律有mg（H 2L）二Q Ac；）23解得 Q =2mgL mgH .7、【答案】B【解析】mg2L

22、=mv2， v=2. gL勻速運(yùn)動(dòng) Fa =mg， 安培力的功率 P = FaV = mgv = 2mg gL，故b對(duì)。8、【答案】C【解析】概念要清晰，克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；恒力F做的功的效果：導(dǎo)體棒獲得動(dòng)能 +克服摩擦力做功（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）+克服安培力做功（轉(zhuǎn)化為電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）三部分之和。所以是對(duì)的，故選C。9、【答案】BCD【解析】若B2=Bi，金屬棒進(jìn)入 B區(qū)域后受安培力大小方向不變，仍將保持勻速下滑；若 B< Bi，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域安培力小于重力，棒可能先加速后勻速下滑；若B2>Bi，金屬棒進(jìn)入政區(qū)域后安培力大于重力，棒可能先減速后勻速

23、下滑。10、【答案】BCD【解析】導(dǎo)體棒 MN在框架上做切割磁感線的勻速運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì) E，其電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻 r，線框abed相當(dāng)于外電路，等效電路 如圖所示。由于MN的運(yùn)動(dòng)，外電路的電阻是變化的，設(shè)MN左側(cè)電阻為Ri，右側(cè)電阻為 R2,導(dǎo)線框的總電阻為R=Ri+R2，所以外電路的并聯(lián)總電阻:R1R2R| R2R R2R由于Rr亠R2 = R為定值，故當(dāng)R R2時(shí)，R外最大。在閉合電路中，外電路上消耗的電功率P外是與外電阻R外有關(guān)的。電源的輸出功率為E2R& R = (R r)2 R= (R-r)2 4Rr 一 (R-r)E224r R當(dāng)R

24、訂時(shí)，&有最大值，即F出 m二旦，4rF出與外電阻R的這種函數(shù)關(guān)系可用如圖的圖象由圖象還可知，對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率F可以有兩個(gè)不同的外電阻Ri和R2,當(dāng)R r時(shí)，若R增大，則F出增大；當(dāng)R r時(shí)，若R增大，則F出減小。（1 ）若R外的最大值Rmax : r，則其導(dǎo)線框上消耗的電功率是先增大后減小；（2） 若R外的最大值Rmax r，且F外的最小值Rmin < r，則導(dǎo)線框上消耗的電功率是先增大后減小，再增大，接著再減??；（3）若是R外的最小值Rmin - r，則導(dǎo)線框上消耗的電功率是先減小后增大。綜上所述，BCD均可選。二、填空題BLv2B2L3v1、【答案】（1）（ 2）

25、3rr【解析】（1）cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿相當(dāng)于電源，另兩段電阻是外電路，并聯(lián)，則總電1 3e 2 BLv阻為R = r r r，電動(dòng)勢(shì)E = BLv，干路電流I，所以通過af桿的電流2 2R 3r1 BLv為Iaf弓=百。(刀另兩端分別進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電路關(guān)系與(“相同，金屬框中電流所力做的功Wed =fal =2、32B L v3r三段分別在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力做的功都相等,所以，產(chǎn)生的總熱量 Q =3Wed =3FaL2. 32B L v產(chǎn)生的熱量等于安培力做的功，口2| 22 b2 |2cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力Fa - B-，安培R3r2 42、【答案】W B'8R所以外

26、力做功W二8R【解析】設(shè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E,電流為I，外力功W1 2由轉(zhuǎn)動(dòng)切割得：EBr2電流1E2R外力功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱W =|2RttT423、【答案】、m2 gp 2的0飛2%1r2)【解析】桿1運(yùn)動(dòng)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，桿 2在安培力的作用下也向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)桿2的運(yùn)動(dòng)速度為v,由于兩桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩桿間和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E =BI(Vo -v)感應(yīng)電流IRi +R2桿2作勻速運(yùn)動(dòng)，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，BII =：m2g 導(dǎo)體桿2克服摩擦力做功的功率 P = Jm2gv解得p丄m2gv。騁(尺R2)b2i2三、計(jì)算題1、【答案】(1) F=8

27、N (2) At= 1s(3) V3= 1m/s【解析】(1)棒在GH處速度為w，因此根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:，Ei=BLvi由閉合電路歐姆定律得li 二BLviR棒在GH處所受安培力為，,Fa =BI iL解式且代入數(shù)據(jù)得:(2)設(shè)棒移動(dòng)距離為 a= 2m,由幾何關(guān)系可得 EF間距也為a,向左移動(dòng)整個(gè)過程中磁通量的變化量二三禿P，題設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流保持不變，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2不變,2開始移動(dòng)時(shí)有E2=BLv2，又整個(gè)過程中E2B(口,t2 At解以上兩式并代入數(shù)據(jù)得 ：t_ a(a L)-2Lv2=1s.E2不變，同(2)理有:(3)設(shè)外力做功為 由動(dòng)能定理得：W=7J，克服安培力做功為

28、Wa,導(dǎo)體棒在EF處的速度為V4 ,1 2 1 2W -Wa mv4 mv32 2運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流保持不變，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E3=BLv3 = Bav4 ，E3= 0= Ba(a+L)/(2“1)得 Ah= a(a+L)/(2 LV3)BLV3I3r由功能關(guān)系得2Wa= Q= I3 Rti?解？?？且代入數(shù)據(jù)得：V3 = 1m/s?2、【答案】正極 (2)2 m/s (3)0.5 J【解析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則等知識(shí)和分析綜合及建模能力.(1) 正極(2) 由電磁感應(yīng)定律得U -E 二-也t1 2BR c 2Jr32U二 2m/s所以v=絲3BR E = mgh 一扌 mv2E=

29、0.5 J3、【答案】（1）Vm4 ；?d(2)PjWALd2g2B2 Io* d ghpV Pt F2 t 丿4L方框電阻R =；A方框下落速度為 v時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = B 2 L V【解析】（1）方框質(zhì)量 m=4LAd感應(yīng)電流I =E BAVR方框下落過程，受到重力G及安培力F，G =mg =4LAdg，方向豎直向下B AL ,v方向豎直向下當(dāng)F=G時(shí)，方框達(dá)到最大速度，即v=vm(2)(3).vm =4LAdg方框下落加速度為mgAdg4BL根據(jù)能量守恒定律,方框下落的最大速度Vm =弓gBg時(shí)，有 mg-IB 2L=mg2方框的發(fā)熱功率p = i2r= ”ALdB21 2 2

30、mgh mvt2 l：Rtm 1 2Rt gh2Vt解得恒定電流lo的表達(dá)式10 = aJ2 I gh -丄V：Y Pt I24、【答案】（1）L2b°（ 2）空t0Rtomg 2 _2mV(3)乳B°Lxi(2xo -Xi)2x)Rb.在x= 0處.【解析】(1)由圖2可知，丄BAt to根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E二2 二B二 L-:t :t二L2b°to(2)金屬棒在弧形軌道上滑行過程中，產(chǎn)生的焦耳熱Q tRl4b；"RtT2金屬棒在弧形軌道上滑行過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律mg L =1 mv；2 2金屬棒在水平軌道上滑行的過程中,產(chǎn)生的

31、焦耳熱為Q2，根據(jù)能量守恒定律Q2mvmv2=mgL2 2 21 2mv2所以，金屬棒在全部運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱L4BqL 1 2RtoQ = Q1 Q2mg mv-2 2(3) a.根據(jù)圖3, x=xi (Xi < xo)處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B Bo(x - Xl)。設(shè)金屬棒在水平Xo軌道上滑行時(shí)間為厶t。由于磁場(chǎng)B(x)沿x方向均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律二t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B°Lx1（2xo -xj2x°At, b B12.：t所以，通過金屬棒電荷量 qBoLXi（2x° -為）2xoRb.金屬棒在弧形軌道上滑行過程中,根據(jù)式,I E l2Bo 11肓扁;由于滑行速度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)