电磁感应中能量.doc

高三物理第二轮复习：电磁感应中电路题一选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)1如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则 （ ） AU1=BLv BU1=BLv CU2=BLv DU2=BLv2如图所示，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同速度向右运动时，下列正确的是（ ）A.两表均有读数 B.两表均无读数C.电流表有读数，电压表无读数D.电流表无读数，电压表有读数3如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？（ ）300BA线圈匝数增加一倍B线圈面积增加一倍C线圈半径增加一倍D改变线圈的轴线方向abdBc4如图所示，理想变压器左线圈与导轨相连接，导体棒ab可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是：Aab棒匀速向右滑，c、d两点中c点电势高Bab棒匀加速右滑，c、d两点中d点电势高Cab棒匀减速右滑，c、d两点中d点电势高Dab棒匀加速左滑，c、d两点中c点电势高5一矩形线圈在匀强磁场中向右作加速运动，如图所示，下列说法正确的是（ ）vabdcA线圈中无感应电流，有感应电动势B线圈中有感应电流，也有感应电动势C线圈中无感应电流，无感应电动势Da、b、c、d各点电势的关系是：UaUb，UcUd，Ua>Ud 6如图所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻，其它电阻不计.导轨MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从MN进入磁场开始计时，通过MN的感应电流i随时间t的变化可能是下图中的（ ）NRMPQFti0ti0tiD0tiC07. 如图66所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体MN有电阻，电阻与ab边电阻相同，可在ab边及dc边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中（图中未画出），当MN由紧靠ad边向bc边匀速滑动过程中，以下说法中正确的是（ ）A. MN中电流先减小后增大B. MN两端电压先增大后减小C. MN上拉力的功率先减小后增大D. 矩形线框中消耗的电功率先减小后增大8图中，“” 形金属导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v 向右匀速平动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都为，那么MN在导轨上运动的过程中，闭合回路的( )A感应电动势保持不变 B感应电流保持不变C感应电流逐渐减弱 D感应电流逐渐增强9如图，电灯的灯丝电阻为2，电池电动势为2V，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3先合上电键K，过一段时间突然断开K，则下列说法中错误的有( )A电灯立即熄灭B电灯立即先暗再熄灭C电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同D电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反10电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )A B C D二(10分)填空11如图所示，圆环a和b的半径之比，a、b都是用同种材料同样粗细的导线制成的，连接两圆环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感强度始终以恒定的变化率变化，那么将a环和b环分别置于同一磁场时（环面与磁场方向垂直），A、B两点的电势差之比 。13（10分）如图所示器材可用来研究电磁感应现象及到定感应电流方向。（1）在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。（2）将线圈L1插入L2中，合上开关稳定后。能使感应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是 （ ）A、插入软铁棒 B、拔出线圈L1C、使变阻器接入电路的阻值变大 D、断开开关14截面积为0.2m2的100匝电阻可以忽略不计的线圈A，处在均匀磁场中，磁场的方向垂直线圈截面，如图所示，磁感应强度为B=（0.60.2t）T（t为时间，以秒为单位），R1=4，R2=6，C=3F，线圈电阻不计，求：（1）闭合S2后，通过R2的电流大小和方向；（2）S1切断后，通过R2的电量。15如图所示，垂直纸面向外的磁场强弱沿y轴方向不变，沿x轴方向均匀增加，变化率为。有一长，宽的矩形线框abcd以的速度沿x轴方向匀速运动，问：（1）金属框中感应电动势多大？（2）若金属框的电阻为，为保持金属框匀速运动，需加多大的外力？16如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度绕过环心O的轴匀速转动。a、b端正好与圆环保持良好接触，到图示位置时，求：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压；（2）在圆环和金属棒上消耗的电功率。aa/bb/dd/cc/efgh17. 如图所示，abcd和a/b/c/d/为水平放置的光滑平行导轨，区域内充满方向竖直向上的匀强磁场。ab、a/b/间的宽度是cd、c/d/间宽度的2倍。设导轨足够长，导体棒ef的质量是棒gh的质量的2倍。现给导体棒ef一个初速度v0，沿导轨向左运动，当两棒的速度稳定时，两棒的速度分别是多少？高三物理第二轮复习：电磁感应中能量题一选择题(4×10;每题至少有一个正确答案,不选或错选得0分;漏选得2分)1光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图12320所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线（图中的虚线所示）一个小金属块从抛物线上yb（ba）处以速度v沿抛物线下滑假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是( )Amgb Bmv2Cmg（ba）Dmg（ba） mv22如图所示，相距为d的两水平虚线和分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m。将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为，cd边刚穿出磁场时速度也为。从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中 ( )A线框一直都有感应电流B线框有一阶段的加速度为gC线框产生的热量为mg(d+h+L)D线框作过减速运动3如图所示，质量为m，高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，则线框在此过程中产生的热量为（ ）Amgh B2mghC大于mgh，小于2mgh D大于2mgh4. 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则： （ ）A磁铁的振幅不变 B磁铁做阻尼振动C线圈中有逐渐变弱的直流电 D线圈中逐渐变弱的交流电RACB5.如图所示，图中回路竖直放在匀强磁场中磁场的方向垂直于回路平面向内。导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。设回路的总电阻恒定为R，当导线AC从静止开始下落后，下面有关回路能量转化的叙述中正确的是 （ ）A.导线下落过程中,机械能守恒；B.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量；C.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能；D.导线加速下落过程中，导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能6如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框a'b'c'd'是一正方形导线框，a'b'边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则AW1= W2 BW2=2W1CW1=2W2 DW2=4W17如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为斜角上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽路不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。在这过程中（ ）A作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零B作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R 上发出的焦耳热之和C恒力F与安培力的合力所作的功等于零D恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热8如图6所示，两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中，轨道平面与磁场方向垂直。当接在轨道间的开关S断开时，让一根金属杆沿轨道下滑（下滑中金属杆始终与轨道保持垂直，且接触良好）。下滑一段时间后，闭合开关S。闭合开关后，金属沿轨道下滑的速度时间图像不可能为（ ）9一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是 （ ）A最大值是10 V，有效值是10 V B最大值是10 V，有效值是5VC最大值是5V，有效值是5 V D最大值是20 V，有效值是10Va bc da bc d10如图所示abcd为一竖直放置的矩形导线框，其平面与匀强磁场方向垂直。导线框沿竖直方向从磁场上边界开始下落，直到ab边出磁场，则以下说法正确的是( )A、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体横截面上的电荷量相等B、线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导体上产生的电热相等C、线圈从进入磁场到完全离开磁场的过程中通过导体上产生的电热等于线圈重力势能的减小D、若线圈在ab边出磁场时已经匀速运动，则线圈的匝数越多下落的速度越大二.填空(10分)12如图所示，矩形单匝线框绕OO轴在匀强磁场中匀速转动。若磁感应强度增为原来的2倍，则线框转一周产生的热量为原来 倍 13(12分) D21D1D31D41如图所示，一个交流高压电源的电压恒为660v，接在变压器上给负载供电。已知变压器副线圈的匝数为n2110匝，灯泡D1、D2、D3、D4是完全相同的灯泡，其上标有“220v，220W”，1、若起初电路中没有灯泡D1时，灯泡D2、D3、D4均正常发光，则变压器的原副线圈的匝数比n1：n2为多少？原线圈中磁通量变化率的最大值为多少？2、若在原线圈上接上灯泡D1时，则灯泡D2的实际功率为多少？（不考虑灯泡电阻随温度的变化） 14(12分)如图所示，在与水平面成角的矩形框范围内有垂直于框架的匀强磁场，磁感应强度为B，框架的ad边和bc边电阻不计，而ab边和cd边电阻均为R，长度均为L，有一质量为m、电阻为2R的金棒MN，无摩擦地冲上框架，上升最大高度为h，在此过程中ab边产生的热量为Q，求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率Pmax。15(14分)如图所示，电动机牵引一根原来静止的长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN，其电阻R为1 导体棒架在处于磁感应强度B为1 T、竖直放置的框架上，当导体棒上升h为3.8 m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2 J电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A电动机内阻r为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，g取10 m/s2，求： （1）棒能达到的稳定速度；（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。16(15分) 正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？（ 2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？17(15分)如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能（空气阻力不计，g10 m/s2）18(16分)两根金属导轨平行放置在倾角为=300的斜面上，导轨左端接有电阻R=10，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s，求此过程中电阻中产生的热量？19(16分)在如图所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L1=4l0，右端间距为l2=l0。今在导轨上放置ACDE两根导体棒，质量分别为m1=2m0，m2=m0，电阻R1=4R0，R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。:参考答案：1BD 2B 3C 4BD 5AD 6ACD 7ABC 8B 9ACD 10 A11 13(1)图: (2)BCD14解: （1） E=SB/TI=E/( R1+ R2)所以I=0.04(A)方向ab;（2）Q=CUU2=IR2所以Q=7.2×106(C)15（1）0.04V （2）0.04N16(1)从ba，； (2)。1D 2BC 3B 4BD 5D 6B 7AD 8D9B1011 1213 解：（1）n1:n2=660:220=3:1 3分 n2=110 n1=330 2分由U1=n1(/t)max 2分(/t)max=2 2分（2）RD=U2/P=220 2分 U1-IRD=3IRD 1分 I=660/(4×220)A=3/4A 1分 P=I2RD=(3/4)2×220W=123.75W 2分14棒MN沿框架向上运动产生感应电动势，相当于电源；ab和cd相当于两个外电阻并联。根据题意可知，ab和cd中的电流相同，MN中的电流是ab中电流的2倍。由焦耳定律知，当ab边产生的热量为Q时，cd边产生的热量也为Q，MN产生的热量则为8Q。金属棒MN沿框架向上运动过程中，能量转化情况是：MN的动能转化为MN的势能和电流通过MN、ab、cd时产生的热量。设MN的初速度为，由能量守恒得，即而MN在以速度v上滑时，产生的瞬时感应电动势所以，整个电路的瞬时热功率为可见，当MN的运动速度v为最大速度时，整个电路的瞬时热功率P为最大值，即15（1）（mg）vmIUI2r，vm2m/s（vm3 m/s舍去）（2）（IUI2r）tmghmvm2，t1 s16（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg联立求解，得I=8A 由欧姆定律可得，E=IR=0.16V由公式E=Blv，可求出v=3.2m/s F=BIl=0.4N（2）重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J由能量守恒可得产生的电能为J17金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得mg在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得mghmvm2E通过导体某一横截面的电量为q由解得Emghmvm2JJ3.2 J18解：当金属棒速度恰好达到最大速度时，受力分析，则mgsin=F安+f 3分 据法拉第电磁感应定律：E=BLv 据闭合电路欧姆定律：I= 2分 F安=ILB=0.2N f=mgsinF安=0.3N 2分下滑过程据动能定理得：mghf W = mv2 解得W=1J ，此过程中电阻中产生的热量Q=W=1J 19由于棒l1向右运动，回路中产生电流，ll受安培力的作用后减速，l2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1，v2满足一定关系，两棒做匀速运动。两棒匀速运动时，I=0，即回路的总电动势为零。所以有Bllv1=Bl2v2再对DE棒应用动量定理B  l2·t=m2v2