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3页

  进入磁场过程中,产生的电能Q1=FL;离开磁场过程中由动能定理知FL+W安=mv-mv,离开磁场过程中产生的热量Q2=-W安,即Q2=FL+mv-mv,又由于一定存在v2>v3,则Q2>Q1,C正确;进入磁场过程中的电功率P1=F安v1=Fv1,离开磁场过程中的电功率P2=F安′v,同时由F安′≥F,v≥v1则可推导出P2≥P1,D正确.

  2.如图6所示,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,磁场方向与导轨平面垂直,用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中(  )

  

  图6

  A.恒力F做的功等于电路产生的电能

  B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能

  C.克服安培力做的功等于电路中产生的电能

  D.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

  答案 CD

  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动能的增加量,其中安培力做功将机械能转化为电能,故选项C、D正确.

  点评 (1)此类问题在解答时,要进行全面的受力分析,弄清做功情况.

  (2)功是能量转化的量度,克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.

  知识点二 反电动势问题

  3.启动家用空调机时,室内的电灯往往会暗一下的原因是什么?

  答案 见解析

  解析 空调机刚启动时,因转速很小,空调机电动机线圈中产生的反电动势E′很小,而电动机线圈本身电阻很小,此时通过电动机的电流I=(其中U为供电电压)会很大,也就是流过输电线中电流很大,因而输电线上的电压U线=IR线较大,则电灯等用电器两端的电压减小,故电灯变暗.

  4.正在转动的电风扇叶片,一旦被卡住,电风扇电动机的温度上升,时间一久,便发出一种焦煳味,十分危险.产生这些现象的原因是什么呢?

  答案 见解析

  解析 转动中的电动机因故卡住不转时,由于没有了反电动势,电阻很小的线圈直接接在电源两端,电流很大,很容易烧坏电动机,所以如果电动机由于机械故障停转,要立即切断电源,进行检查.

点评 (1)当电动机通过如图所示电流时,线圈受安培力方向可用左手定则判断,转动方向如图所示,此时AB、CD两边切割磁感线,必有感应电动势产生,感应电流方向与原电流反向,故这个电动势为反电动势,它会阻碍线圈的转动.若要使线圈维持原来的转动,电源就要向电动机提供能量.此时电能转化为其他形式的能.