当前位置:首页 >> 高中教育 >>

【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量问题


习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量问题 知识点一 电磁感应电路中电荷量的求解 1.如图 LX31 甲所示,有一面积为 100 cm2 的金属环,电阻为 0.1 Ω,环中磁场变化规 律如图乙所示,且磁场方向垂直于环面向里,在 t1~t2 这段时间内: (1)金属环中自由电子定向移动的方向如何? (2)通过金属环某一截面的电荷量为多少?

图 LX31

>
2.如图 LX32 所示,固定在水平桌面上的光滑金属导轨处在竖直向下的匀强磁场中, 金属棒 ab 放在导轨上,运动过程中始终与导轨垂直.匀强磁场的磁感应强度为 0.4 T,电阻 R=100 Ω,电容器的电容 C=100 μF,ab 长 20 cm,当 ab 以 v=10 m/s 的速度向右匀速运动 时,电容器哪个极板带正电?电荷量为多少?

图 LX32

知识点二 电磁感应中的能量转化问题 3.如图 LX33 所示,质量为 m、高为 h 的矩形导线框在竖直面内自由下落,其上下两 边始终保持水平,途中恰好匀速穿过一有理想边界、高亦为 h 的匀强磁场区域,线框在此过 程中产生的内能为( )

图 LX33 A.mgh

B.2mgh C.大于 mgh 而小于 2mgh D.大于 2mgh 4.如图 LX34 所示,矩形线圈长为 L,宽为 h,电阻为 R,质量为 m,线圈在空气中 竖直下落一段距离后(空气阻力不计),进入一宽度也为 h、磁感应强度为 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, 从线圈刚进入磁场到线圈刚 穿出磁场的过程中产生的热量为 Q,线圈克服安培力做的功为 W1,重力做的功为 W2,则以 下关系中正确的是( )

图 LX34 A.Q=Ek1-Ek2 B.Q=W2-W1 C.Q=W1 D.W2=Ek2-Ek1 5.如图 LX35 所示,水平放置的光滑导轨上放置一根长为 L、质量为 m 的导体棒 ab, ab 处在磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为 R 的电 阻, 导轨及导体棒电阻不计, 现使 ab 在水平恒力 F 作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动, 当通过位移为 x 时,ab 达到最大速度 vm,此时撤去外力,最后 ab 静止在导轨上,在 ab 运 动的整个过程中,下列说法正确的是( )

图 LX35 A.撤去外力后,ab 做匀减速运动 B.合力对 ab 做的功为 Fx 1 C.R 上释放的热量为 Fx+ mv2 2 m D.R 上释放的热量为 Fx 6.如图 LX36 所示,纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd,ab 边长大于 bc 边长,置于 垂直纸面向里、边界为 MN 的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小 相同,方向均垂直于 MN.第一次 ab 边平行 MN 进入磁场,线框上产生的热量为 Q1,通过线 框导体横截面的电荷量为 q1;第二次 bc 边平行于 MN 进入磁场,线框上产生的热量为 Q2, 通过线框导体横截面的电荷量为 q2,则( )

图 LX36 A.Q1>Q2,q1=q2

B.Q1>Q2,q1>q2 C.Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1>q2 7.如图 LX37 所示,足够长的光滑金属导轨 MN、PQ 平行放置,且都倾斜着与水平 面成 θ 角,在导轨的最上端 M、P 之间接有电阻 R,不计其他电阻,导体棒 ab 从导轨的最 底端冲上导轨,当没有磁场时,ab 上升的最大高度为 H;若存在垂直导轨平面的匀强磁场, ab 上升的最大高度为 h.在两次运动过程中 ab 都与导轨保持垂直,且初速度都相等.关于上 述情景,下列说法正确的是( )

图 LX37 A.两次上升的最大高度相比较有 H<h B.有磁场时导体棒所受合力做的功大于无磁场时合力做的功 1 C.有磁场时,电阻 R 产生的热量为 mv2 2 0 D.有磁场时,ab 上升过程的最小加速度为 gsin θ 8. 如图 LX38 所示, 光滑导轨 MN、 PQ 在同一水平面内平行固定放置, 其间距 d=1 m, 右端通过导线与阻值 R=10 Ω 的小灯泡 L 相连,导轨区域内有竖直向下的磁感应强度 B=1 T 的匀强磁场,一金属棒在恒力 F=0.8 N 的作用下匀速通过磁场(不考虑导轨和金属棒的电 阻,金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触).求: (1)金属棒运动速度的大小; (2)此时小灯泡的功率.

图 LX38

9.如图 LX39 所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽 l=0.5 m,框的电阻不计, 匀强磁场的磁感应强度 B=1 T,方向与框面垂直,金属棒 MN 的质量为 100 g,电阻为 1 Ω, 现让 MN 由静止释放, MN 与金属框始终垂直并保持良好接触, 从释放到达到最大速度的过 程中通过金属棒某一截面的电荷量为 2 C, 则此过程中回路产生的电能为多少?(空气阻力不 计,g 取 10 m/s2)

图 LX39

习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量问题 - 1.(1)顺时针 (2)1× 10 2 C [解析] (1)由楞次定律知,金属环中感应电流的方向为逆时针方向,故自由电子定向移 动的方向为顺时针方向. 100× 10 4× (0.2-0.1) nΔΦ nS(B2-B1) 1× - (2)q=IΔt= = = C=1× 10 2 C. R R 0.1


2.上极板 8× 10 5 C [解析] 由右手定则可知 φa>φb,即电容器上极板带正电,下极板带负电. E=Blv=0.4× 0.2× 10 V=0.8 V 电容器所带电荷量 - - Q=CU=CE=100× 10 6× 0.8 C=8× 10 5 C. 3.B [解析] 因线框匀速穿过磁场,在穿过磁场的过程中合外力做功为零,克服安培 力做功为 2mgh,产生的内能为 2mgh.故选 B. 4.C [解析] 线圈进入磁场和离开磁场的过程中,克服安培力做的功等于产生的热量, 即 Q=W1,C 正确;根据动能定理,有 W2-W1=Ek2-Ek1,D 错误;线圈减少的机械能等 于产生的热量,也等于克服安培力做的功,即 Q=W2+Ek1-Ek2,所以 A、B 错误.


5.D

[解析] 撤去外力后,导体棒在水平方向只受安培力作用,而 F 安=

B2L2v ,F 安随 R

v 的变化而变化,故棒做加速度变化的减速运动,A 错误;对整个过程由动能定理得 W 合= ΔEk=0,B 错误;由能量守恒定律知,外力做的功等于整个回路产生的电能,电能又转化为 R 上释放的热量,即 Q=Fx,C 错误,D 正确. 6.A [解析] 根据功能关系知,线框上产生的热量等于克服安培力做的功,即 Q1=W1 =F1lbc= B2l2 B2Sv B2Sv E ΔΦ abv lbc= lab,同理 Q2= lbc,又 lab>lbc,故 Q1>Q2;因 q=IΔt= Δt= , R R R R R

故 q1=q2,因此 A 正确. 7.D [解析] 当有磁场时,导体棒除受到沿斜面向下的重力的分力外,还受到安培力 的作用,所以两次上升的最大高度相比较有 h<H,两次动能的变化量相等,所以导体棒所 1 受合力做的功相等,选项 A、B 错误;有磁场时,电阻 R 产生的热量小于 mv2 ,ab 上升过 2 0 程的最小加速度为 gsin θ,选项 C 错误,选项 D 正确. 8.(1)8 m/s (2)6.4 W [解析] (1)金属棒中产生的感应电动势为 E=Bdv, E 由闭合电路欧姆定律有 I= , R 金属棒匀速时有 F=BId, FR 联立解得 v= 2 2=8 m/s. Bd B2d2v2 (2)P=I2R= =6.4 W. R 9.3.2 J [解析] 金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度达到最 大,根据平衡条件得 mg= B2l2vm , R

在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和回路中产生的电能 E,由能量

1 守恒定律得 mgh= mv2 +E, 2 m Bhl 通过导体某一横截面的电荷量为 q= , R 联立解得 1 mgRq m3g2R2 0.1× 10× 1× 2 0.13× 102× 12 E=mgh- mv2 - J- 4 4 = 4 =3.2 J. m= 2 Bl 2B l 1× 0.5 2× 1× 0.5


相关文章:
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量问题
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量问题_高中教育_教育专区。习题课:电磁感应中的能量转化及电荷量...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:法拉第电磁感应定律的应用(一)
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:法拉第电磁感应定律的应用(一)_高中教育_教育专区。习题课:法拉第电磁感应定律的应用(一) 知识...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:法拉第电磁感应定律的应用(二)
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:法拉第电磁感应定律的应用(二)_高中教育_教育专区。习题课:法拉第电磁感应定律的应用(二) 知识...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.5 电磁感应现象的两类情况
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.5 电磁感应现象的两类情况_高中教育_教育专区。5 电磁感应现象的两类情况 ) 知识点一 感生电动势 1...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:楞次定律的应用
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.习题课:楞次定律的应用_高中教育_教育专区。习题课:楞次定律的应用 知识点一 “增反减同”法 1....
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.4 法拉第电磁感应定律
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.4 法拉第电磁感应定律_高中教育_教育专区。4 法拉第电磁感应定律 知识点一 法拉第电磁感应定律 1.关于...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:单元测评2
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:...(4)1 min 内外力需要提供的能量. 图 C213 15....根据法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈铁芯中磁通...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:特色专题训练2
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:...图 Z29 为“研究电磁感应现象”实验的实物连接图,...d2vm 1 2 (2)由能量守恒定律有 mgxsin α= ...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.3 楞次定律
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:4.3 楞次定律_高中...图 L4310 12. 某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后, 自己制作了一个手动手...
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:单元测评1
【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:...电磁感应现象的实验装置,部分导线已连接. 2 2 2 ...2 (3)由能量守恒定律得 Q=mglsin θ. ...
更多相关标签:

相关文章