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《2021_2022学年高中物理第一章电磁感应5电磁感应中的能量转化与守恒课时练习含解析教科版选修3_2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电磁感应中的能量转化与守恒(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每小题7分,共42分)1.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部。则小磁块( )A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大【解析】选C。小磁块在内壁光滑的塑料管Q中,从高处由静止释放,做自由落体运动,机械能守恒;小磁块在内壁光滑的铜管P中,则会产生电磁阻尼阻碍小磁块的运动,相比Q中自由落体运动时间要长,C项正确、A
2、项错误;由于电磁阻尼产生焦耳热,机械能不守恒,B项错误;由于机械能有损失,落至底部时在P中的速度比在Q中的小,D项错误。2.(多选)光滑绝缘曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示),一个质量为m的小金属球从抛物线上y=b(b>a)处沿抛物线自由下滑,忽略空气阻力,重力加速度为g。则( )-13-A.小金属球沿抛物线下滑后最终停在O点B.小金属球沿抛物线下滑后对O点的压力一定大于mgC.小金属球沿抛物线下滑后每次过O点时的速度一直在减小D.小金
3、属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量是mg(b-a)【解析】选B、D。小金属球在磁场中运动的过程中,没有感应电流,机械能不再减小,所以小金属球最终在直线y=a以下来回摆动,故A错误;小金属球沿抛物线下滑后在最低点O只受到重力和支持力的作用,合力提供向心力,加速度的方向向上,所以对O点的压力一定大于mg,故B正确;小金属球机械能不再减小时,最终在直线y=a以下来回摆动,之后每次过O点时的速度不再减小,故C错误;小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量等于减少的机械能,即Q=mgΔh=mg(b-a),故D正确。故选B、D。3.如图所示,“”形光滑
4、金属导轨与水平地面倾斜固定,空间有垂直于导轨平面的磁场,将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置。金属杆ab从高度h2处从静止释放后,到达高度为h1的位置(图中虚线所示)时,其速度为v,在此过程中,设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为WG和WF,那么( )A.=mgh1-mgh2B.=WG+WFC.>WG+WFD.5、在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中,一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上保持静止,导轨的电阻不计。某时刻给导体棒ab一个水平向右的瞬时冲量I,导体棒将向右运动,最后停下来,则此过程( )A.导体棒做匀减速直线运动直至停止运动B.电阻R上产生的焦耳热为C.通过导体棒ab横截面的电荷量为D.导体棒ab运动的位移为【解析】选C、D。导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线,回路中出现感应电流,导体棒ab受到向左的安培力向右减速运动,由=ma可知导体棒速度减小,加速度减小,所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动,故A项错误;导体棒减
6、少的动能Ek=mv2=m()2=根据能量守恒定律可得Ek=Q总又根据串并联电路知识可得QR=Q总=,故B项错误;根据动量定理可得-BiLΔt=0-mv,I=mv,q=iΔt-13-可得q=,故C项正确;由于q=iΔt=Δt=,将q=代入等式,可得导体棒移动的位移x=,故D项正确。故选C、D。5.(多选)如图甲所示,水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L,置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨电阻不计。两根电阻均为R的相同的金属棒ab、cd置于导轨上且与导轨接触良好,电流表内阻不计;若ab棒在水平外力F作用下由静止开始向右运动,电流表示数随时间
7、变化图线如图乙所示,在t0时刻,cd棒刚要开始运动,下列各种说法中正确的是( )A.ab棒在t0时间内做匀加速直线运动B.若在t0时刻突然撤去外力F,此时ab棒的加速度大小为a=C.在t0时间内,通过cd棒的电量为D.在t0时间内,力F做的功为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能三者之和【解析】选A、B、C。根据E=BLv,则I==,由图像可知,则t0时间内I=kt,可知速度v与时间t成正比,即ab棒在t0时间内做匀加速直线运动,故A正确;若在t0时刻突然撤去外力F,此时对cd棒:f=BI0L;ab棒的加速度大小为a==,故B正确;根据q=I
8、t,可知I-t图像的面积等于电量,则由图像可知在t0时间内,通过cd棒的电量为,故C正确;在t0时间内,力F做的功为ab棒和cd棒的焦耳
