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电磁感应中的能量问题练****br/>一、单项选择题
,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,

放,在下落过程中()
穿过线框的磁通量保持不变

答案:B
解析:当线框由静止向下运动时,穿过线框的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可得产生的感应电流的方向为顺时针且方
向不发生变化,A错误,B正确;因线框上下两边所在处的磁场强弱不同,线框所受的安培力的合力一定不为零,C错误;整个线框所受的安培力的合力竖直向上,对线框做负功,线框的机械能减小,D错误.
,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)
放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与

恒力F做的功等于电路产生的电能
恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
克服安培力做的功等于电路中产生的电能
恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和
以上结论正确的有()
①②B.②③C.③④D.②④
答案:C
解析:在此运动过程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力,三力做功之和为棒ab动能增加量,其中安培力做功将机械能
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转化为电能,故选项C正确.
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,随后进入虚线下方方向垂直于斜面
,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够
()
线框进入磁场过程b点的电势比a点高
线框进入磁场过程一定是减速运动
线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电荷量不同
答案:C
解析:ab边进入磁场后,切割磁感线,ab相当于电源,由右手定则可知a为等效电源的正极,a点电势高,
于线框所受重力的分力Mgsine与安培力大小不能确定,所以不能确定其是减速还是加速,B项错;由能量守恒知C项
卜①
对;由q=n~R知,q与线框下降的高度无关,D项错.
R
IP-
X„x
F
土
XX
,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导
轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁
场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与
安培力做的功的代数和等于()

答案:A
解析:由动能定理有Wf+w.+WG=AEk,则WF+W.=AEk-WG,WG<0,
项.
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,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.
xxxxXXXXXXXXXXXX
将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示•现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则()
金属棒在最低点的加速度等于g
回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大

答案:D
解析:如果不受安培力,棒和弹簧组成了一个弹簧振子,由简谐运动的对称性可知其在最低点的加速度大小为g,但由于金属棒在运动过程中受到与速度方向相反的安培力作用,金属棒在最低点时的弹性势能一定比没有安培力做功时小,弹性形变量一定变小,故加速度小于g,选项A错误;回路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少量,选项B错误;当弹簧弹力与安培力之和等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大,选项C错误;由于金属棒运动过程中产生电能,金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度,选项D正确.
二、多项选择题
,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为e的斜面上,导轨下端接有电阻R导轨电阻不计,斜面处在竖直
向上的匀强磁场中,电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m,
沿导轨匀速下滑,则它在下滑高度h的过程中,以下说法正确的是(
作用在金属棒上各力的合力做功为零
重力做的功等于系统产生的电能
金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
答案:AC
解析:根据动能定理,合力做的功等于动能的增量,故A对;重力做的功等于重力势能的减少,重力做的功等于克服F
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所做的功与产生的电能之和,而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热,所以B、D错,C对.
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解析:由
F=ma
可得
B2L2v
a=mR,
由于速度在减小,故加速度在减小,A项错,D项正确;
由q=It,I
E
=R,E=n~Y可得q=~R,由于两个过程磁通量的变化量相同,故通过金属棒横截面的电量相等,B项正确;由克服安
培力做的功等于产生的电能,即W=FL,由于安培力越来越小,故第二个过程克服安培力做的功小于第一个过程,因此
C项错误.
,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。绝缘轻绳一端固定,另一端系于导体棒a的中点,轻绳保持竖直。将导体棒b由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放。匀强磁场的宽度一定,方向与导轨平面垂直,两导体棒电阻均为R且与导轨始终保持良好接触。下列说法正确的是()
b进入磁场后,a中的电流方向向左
b进入磁场后,轻绳对a的拉力增大
b进入磁场后,重力做功的瞬时功率可能增大
b由静止释放到穿出磁场的过程中,a中产生的焦耳热等于b减少的机械能
答案:AC
解析:b进入磁场后,b中电流方向向右,a中的电流方向向左,选项A正确;b进入磁场后,由于ab二者电流方向相反,
二者相斥,轻绳对a的拉力减小,选项B错误;b进入磁场后,所受安培力可能小于重力,继续加速运动,重力做功的瞬时功率可能增大,选项C正确;b由静止释放到穿出磁场的过程中,a和b中产生的焦耳热等于b减少的机械能,
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,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内,
使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a,b时,速率分别为
v,vb,,a,b与b,ab
c的间距相等,则金属棒在由a—b与b—c的两个过程中下列说法中正确的是()

<Ebc
,b两位置时的加速度大小关系为a>ab
ab
答案:BD
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精品文档选项D错误。
,倾斜的平行导轨处在匀强磁场中,导轨上、下两边的电阻分别为R]=30和R2=60,金属棒ab的电阻R3=40,其余电阻不计。则金属棒ab沿着粗糙的导轨加速下滑的过程中()
安培力对金属棒做功等于金属棒机械能的减少量
重力和安培力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量
R1和R2发热功率之比P]:P2=1:2
R]、R2和R3产生的焦耳热之比Q1:Q2:Q3=2:1:6
答案:BD
解析:由能量守恒定律,安培力对金属棒做功小于金属棒机械能的减少量,选项A错误;由动能定理可知,重力和安培
力对金属棒做功之和大于金属棒动能的增量,选项B正确;导轨上、下两边的电阻属于并联关系,两者电压相等,R]和R2发热功率之比P1:P2=2:1,选项C错误;R]和R2并联等效电阻为20,ab中电流等于R]和R2二者中电流之和,金属棒ab的电阻R3产生的焦耳热是R1和R2并联等效电阻产生焦耳热的2倍,选项D正确。
XXXX
10•两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接,金属棒和导轨接触良好,重力加速度为g,如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则()
金属棒在最低点的加速度小于g
回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
当弹簧弹力等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大
金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度
答案:AD
解析:如果不受安培力,杆和弹簧组成了一个弹簧振子,由简谐运动的对称性可知其在最低点的加速度大小为g,但由于金属棒在运动过程中受到与速度方向相反的安培力作用,金属棒在最低点时的弹性势能一定比没有安培力做功时小,
弹性形变量一定变小,故加速度小于g,选项A正确;回路中产生的总热量等于金属棒机械能的减少量,选项B错误;当弹簧弹力与安培力之和等于金属棒的重力时,金属棒下落速度最大,选项C错误;由于金属棒运动过程中产生电能,金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度,选项D正确。
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好以速度v2做匀速直线运动•重力加速度为g,下列说法中正确的有()
q时,线框具有加速度a=3gsin0
线框两次匀速直线运动的速度V]:v2=2:1
从t1到t2过程中,线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量.
,有
3mgLsin0
2
m(2—v2
12—
2
)
-机械能转化为电能.
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答案:AD
12•如图所示,倾角为0的平行金属导轨宽为1,导轨电阻不计,底端与阻值为R的定值电阻相连,磁感强度为B的匀强磁场垂直
、电阻为R的导体棒ab从位置以初速度v沿斜面向
上运动,最远到达a'b'的位置,

B2L>v

R
mv2
上滑过程中安培力、滑动摩擦力对导体棒做的总功为〒
上滑过程中电流做功产生的热量为2mv2—mgs(sin0+卩cos0)
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