《电磁感应中的能量问题》进阶练习（二）

《《电磁感应中的能量问题》进阶练习（二）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《电磁感应中的能量问题》进阶练习一、单选题1.如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ．虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下．开始时金属线框的ab边与磁场的d′c′边重合．现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d′c′边距离为l．在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为（　　）A.mv+μmgl B.mv-μmgl C.mv+2μmgl D.mv-2μmg

2、l2.如图所示，在点O正下方有一个理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A.A﹑B两点在同一水平线      B.A点高于B点C.A点低于B点           D.铜环最终将做等幅摆动3.铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，说法正确的是（　　）A.金属环在下落过程中的机械能守恒B.金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量C.金属环的机械能先减小后增大D.穿过金属环的磁通量不变二、填空题4.电磁感应现象中能量的

3、转化：在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的______能量转化为______能．无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的．三、计算题5.如图所示，两根电阻不计，间距为l的平行金属导轨，一端接有阻值为R的电阻，导轨上垂直搁置一根质量为m．电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中．现给金属棒施一冲量，使它以初速V0向左滑行．设棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒从开始运动到停止的整个过

4、程中，通过电阻R的电量为q．求：（导轨足够长）（1）金属棒沿导轨滑行的距离；（2）在运动的整个过程中消耗的电能．参考答案【答案】1.D    2.B    3.B    4.机械；电5.解：（1）设滑行的距离为L．由法拉第电磁感应定律有  ①而由电流定义有 ②由闭合电路的欧姆定律得　 ③由①②③解得 得（2）由功能原理得，④而⑤∴答：（1）金属棒沿导轨滑行的距离是；（2）在运动的整个过程中消耗的电能是-．【解析】1.解：设金属线框产生的焦耳热为Q．根据能量守恒定律得mv=Q+μmg•2l得到Q=mv-

5、2μmgl．故选：D．在题设过程中，金属线框的动能减小，转化为焦耳热和摩擦生热．根据能量守恒定律求解．本题的过程与规律都比较简单．对于电磁感应现象中涉及热量问题，往往从能量角度分析求解．2.解：A、铜环在穿越磁场时，产生电能，如AB两点在同一水平线，违反了能量守恒定律．故A错误．B、C铜环在穿越磁场时，产生电能，机械能减小．则A点高于B点．故B正确，C错误．D、由上分析，铜环振幅先不断减小，完全在磁场内运动时，若磁场是匀强磁场，将不再产生电能，机械能不变，最终做等幅摆动，若不是匀强磁场，则最终会停止．

6、故D错误．故选：B．铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B过程中，重力做正功，穿越磁场时，要克服安培力做功，产生焦耳热，根据能量守恒来判断AB间高度关系．研究电磁感应问题，常常有两条思路，一条是力的角度，一条是能量的角度．3.解：AC、当环从静止下落过程中，由于磁通量变大，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，所以环的机械能在减少．故AC错误；B、当环从静止下落过程中，由于磁通量变大，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力作功外，还有安培力做功，导致下落过程中减小的重力势能，部分用来增加动能，还有

7、部分用来产生内能．故B正确；D、当环从静止下落过程中，当下落到磁铁一半高度时，因抵消的磁感线最少，则磁通量最大，因此出现磁通量先变大后变小的现象，故D错误；故选：B．金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落过程中，穿过环的磁通量变化，导致环中产生感应电动势，从而出现感应电流，又出现安培力，导致环运动状态发生变化．考查楞次定律、牛顿第三定律，同时运用机械能守恒定律及满足守恒的条件，理解安培阻力做功，从而产生内能．4.解：当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电路；这一现象称为电磁感应，

8、在这一现象中可以发现，由于导体棒的运动，才产生了电能，即消耗了机械能，得到了电能，所以由机械能转化为电能．故答案为：机械，电．根据产生感应电流的条件，并由电磁感应的内容及能量转化与守恒定律，即可求解．电磁感应使人类能够将机械能转化为电能，从而能够将不利用人类应用的机械能，变成了易于应用，易于远距离传输的电能．5.（1）根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、q=I△t，推导出电量为q的表达式q=，而△Φ=BLl，即可求出金属棒沿导轨滑行的距离L．（2）在运动的