鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应及其应用 分层作业11 电磁感应中的能量和动量问题.ppt

1234567891011129.在一足够长的水平光滑平行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、方向如图所示的匀强磁场中,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()A.撤去外力后,ab做匀减速运动B.合力对ab做的功为FxD.R上释放的热量为FxD123456789101112解析撤去外力后,导体棒水平方向只受安培力作用,而,F安随v的变化而变化,故棒做加速度变化的变速运动,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。12345678910111210.(多选)如图所示,同一竖直面内的正方形导线框a、b的边长均为l,电阻均为R,质量分别为2m和m。它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面的匀强磁场区域。开始时,线框b的上边与匀强磁场的下边界重合,线框a的下边到匀强磁场的上边界的距离为l。现将系统由静止释放,当线框b全部进入磁场时,a、b两个线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g,则()123456789101112C.从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,线框a所产生的焦耳热为mglD.从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中,线框a所产生的焦耳答案BC12345678910111212345678910111211.(多选)如图甲所示,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=的圆形匀强磁场区域中。线框顶点与右侧圆心重合,线框底边中点与左侧圆心重合。磁感应强度B1垂直水平面向上,大小不变;B2垂直水平面向下,大小随时间变化。B1、B2的值如图乙所示,则()A.通过线框的感应电流方向为逆时针方向B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.1WbC.在0.6s内通过线框中的电荷量约为0.13CD.经过0.6s线框中产生的热量约为0.07JACD123456789101112解析由磁感应强度B1垂直水平面向外,大小不变;B2垂直水平面向里,大小随时间增大,故线框总的磁通量减小,由楞次定律可得,线框中感应电流方12345678910111212.如图所示,间距为l的两条平行光滑金属导轨固定在水平面上,垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R,两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场(MN所在处无磁场),磁感应强度大小为B。PQ的质量为m,金属导轨足够长,电阻忽略不计。(1)闭合S,若要使PQ保持静止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向。(2)断开S,PQ在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中,流过PQ的电荷量为q,求金属棒PQ通过的位移x及该过程安培力做的功W。123456789101112则PQ受到的安培力为F安=BIPQl保持PQ静止,由受力平衡有F=F安123456789101112123456789101112123456789101112A组必备知识基础练1.(多选)在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1m2,线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。以下说法正确的是()A.在0~2s时间内,I的最大值为0.01AB.在3~5s时间内,I的大小越来越小C.前2s内,通过线圈某截面的总电荷量为0.01CD.第3s内,线圈的发热功率最大AC1234567891011121234567891011122.如图所示,相隔一定高度的两水平面间存在垂直纸面向里的