电磁感应中的能量关系
电磁感应中的能量关系
1、如图所示,竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则( )
A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
2、如图所示,在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨(电阻
不计),导轨左端连接一个阻值为R的电阻,质量为m的金属棒(电阻不计)放在导轨上,金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好.整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,在用水平恒力F把金属棒从静止开始向右拉动的过程中,下列说法正确的是( )
A.恒力F做的功一定等于电路中产生的电能与金属棒获得的动能之和
B.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和
C.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和
D.恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的
动能和
3、两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F =B2L2v/R
D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
4.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与两相同的固定电
阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab,质量
为m,导体棒的电阻R =2R1 ,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导
体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,固定电阻R1消耗
的热功率为P,此时
A.整个装置因摩擦而产生的热功率为μmgcosθ v
B.整个装置消耗的机械功率为 μmgcosθ v
C.导体棒受到的安培力的大小为8P/V
D.导体棒受到的安培力的大小为10P/V
5、水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,
在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后
静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程 ( )
A.安培力对ab棒所做的功不相等 B.电流所做的功相等
C.产生的总内能相等 D.通过ab棒的电量相等
6、如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能
忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均
不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的
恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和
等于( )
A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量
C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量
7、如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H高处自由
下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd
刚刚穿出磁场时,速度减为ab边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,
则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为 ( ) 37A.2mgL B.2mgL+mgH C.2mgL+mgH D.2mgL+448.如图所示,平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,导轨电阻不计,与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B.有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获得平行于斜面的,大小为v的初速度向上运动,最远到达a′b′的位置,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ.则
22BlvA.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为 R
12B-mgs(sin θ+μcos θ) 2
12C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为mv 2
12D-mgssin θ 2
9、如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,解答以下问题。
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度ν1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度ν2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则从金属棒开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程中所需的
时间是多少?