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2019届高考物理一轮复习第九章电磁感应课时作业31电磁
感应中的动力学和能量问题
[基础小题练]
1.如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动,t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列述过程的是( )
【解析】 导线框进入磁场的过程中,线框受到向左的安培力作用,根据E=BLv、I=、F=BIL得F=,随着v的减小,安培力F减小,导线框做加速度逐渐减小的减速动动.整个导线框在磁场中运动时,无感应电流,导线框做匀速运动,导线框离开磁场的过程中,根据F=,导线框做加速度减小的减速运动,所以选项D正确.
【答案】 D
2.如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑且平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则( )
A.如果B增大,vm将变大 C.如果R变大,vm将变大
B.如果α变大,vm将变大 D.如果m变小,vm将变大
图象中,可能正确描述上
【解析】 以金属杆为研究对象,受力如图所示.
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根据牛顿第二定律得,mgsin α-F安=ma,其中F安=,当a→0时,v→vm,解得vm=,结合此式分析即得B、C选项正确.
【答案】 BC
3.如图所示电路,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R,导轨电阻不计,斜面处在竖直向上的匀强磁场中,电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用.金属棒沿导轨匀速下滑,则它在下滑高度h的过程中,以下说法正确的是( )
A.作用在金属棒上各力的合力做功为零 B.重力做的功等于系统产生的电能
C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热 D.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
【解析】 根据动能定理,合力做的功等于动能的增量,故A对;重力做的功等于重力势能的减少,重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和,而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热,所以B、D错,C对.
【答案】 AC
4.如图所示,正方形闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力所做的功为W1;第二次用0.9 s时间拉出,外力所做的功为W2,则( )
A.W1=W2 C.W1=3W2
B.W1=W2 D.W1=9W2
【解析】 设正方形边长为L,导线框的电阻为R,则导体切割磁感线的边长为L,运动距离为L,W=t=·==,可知W与t成反
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