2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2练习:第一章 第5节 电磁感应中的能量转化与守恒
2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-2练习:第一章 第5节 电磁感应中的能量转化与守恒第2页

  C.mg(b-a) D.mg(b-a)+mv2

  答案 D

  解析 金属块在进入磁场或离开磁场的过程中,穿过金属块的磁通量发生变化,产生电流,进而产生焦耳热.最后,金属块在高为a的曲面上做往复运动.减少的机械能为

mg(b-a)+mv2,由能量的转化和守恒可知,减少的机械能全部转化成焦耳热,即选D.

  6.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、方向如图4所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R的电阻.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v.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4

  A.撤去外力后,ab做匀减速运动

  B.合力对ab做的功为Fx

  C.R上释放的热量为Fx+mv2

  D.R上释放的热量为Fx

  答案 D

  解析 撤去外力,导体棒水平方向只受安培力作用,而F安=,F安随v的变化而变化,故棒做变加速运动,A错;对整个过程由动能定理得W合=ΔEk=0,B错;由能量守恒知,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,D正确,C错.

  

  【概念规律练】

  知识点一 电磁感应中的能量问题

  1.边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下,将穿过方向如图5所示的有界匀强磁场,磁场范围为d(d>L),已知线框进入磁场时恰好匀速,则线框进入磁场的过程和从另一侧穿出磁场的过程相比较,下列说法正确的是(  )

  

  图5

  A.线框中感应电流的方向相反

  B.所受安培力的方向相反

  C.穿出磁场过程产生的电能一定大于进入磁场过程产生的电能

  D.穿出磁场过程中任意时刻的电功率不可能小于进入磁场时的电功率

  答案 ACD

解析 线框进入磁场时电流的方向是逆时针方向,离开磁场的过程中电流的方向是顺时针方向,但是受到的安培力的方向都水平向左,故A对,B错;假设线框进入磁场时的速度为v1,刚要离开磁场时的速度为v2,刚好全部离开时的速度为v3,线框的电阻为R.线