2018版高中物理课时作业六电磁感应中的动力学及能量问题新人教版.docx

课时作业(六)电磁感应中的动力学及能量问题一、单项选择题1如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1q2解析：根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1W1F1lbclbclab同理Q2lbc，又lablbc，故Q1Q2；因qtt，故q1q2.因此A正确答案：A二、多项选择题2如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、有效电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是()A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2D整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2解析：因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小而减小，所以金属棒向左做加速度减小的减速运动；根据E，qItt，解得x；整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属棒动能的减少量mv2；整个过程中电路中产生的热量等于机械能的减少量mv2，电阻R上产生的焦耳热为mv2.故选项C、D正确答案：CD三、非选择题3水平面上两根足够长的金属导线平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属棒(如图所示)，金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动的速度v也会变化，v与F的关系如图所示(取重力加速度g10 m/s2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？(2)若m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，磁感应强度B为多大？解析：(1)变速运动(或变加速运动、加速度减少的加速运动、加速运动)(2)感应电动势EBLv，感应电流I，安培力F安BIL因金属杆受拉力、安培力作用，由牛顿定律得：Fma，所得vF，由图线可以得到直线的斜率k2，所以B1 T.答案：(1)变加速运动(2)1 T4如图所示，质量为m100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h0.8 m，有一质量为M200 g的小磁铁(长度可忽略)，以v010 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离x3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动)，求：(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度v2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2)解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)(2)由磁铁穿过铝环后飞行的水平距离可求出穿过后的速度v m/s9 m/s由能量守恒可得：W电MvMv2mv21.7 J.答案：(1)向右偏斜(2)1.7 J5如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4 ，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4 s时，突然闭合开关S，则：(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况；(2)导体ab匀速下落的速度是多少？(g取10 m/s2)解析：(1)闭合S之前导体自由下落的末速度为：v0gt4 m/s.S闭合瞬闻，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab立即受到一个竖直向上的安培力F安BIL0.016 Nmg0.002 N.此刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为ag，所以ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动当速度减小至F安m