- 电磁感应中的能量转化
- 共184题
为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间Δt之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡
29.实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离_________________ （选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制_________________不变。
30.在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据。第一种是计算法：需要算出_____________________________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比。第二种是作图法：在直角坐标系中作出_____________________的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比。
正确答案
保持不变，磁通量的变化量
解析
为了定量验证感应电动势E与时间△ t成反比，我们应该控制磁通量的变化量△Φ不变。所以在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变。
考查方向
解题思路
为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，我们应该控制磁通量的变化量△Φ不变。为了研究两个变量的关系我们有两种办法处理数据：第一种是计算法，第二种是作图法，其中作图法中应该做出倾斜的直线更能准确反映变量的关系。
易错点
采用控制变量法研究的，要掌握研究变量关系时，对实验数据处理的两种方法。
正确答案
E和Δt的乘积。E-
解析
在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△ t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出感应电动势E和挡光时间△ t的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与△ t成反比。
第二种是作图法：在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间的倒数
考查方向
解题思路
为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，我们应该控制磁通量的变化量△Φ不变。为了研究两个变量的关系我们有两种办法处理数据：第一种是计算法，第二种是作图法，其中作图法中应该做出倾斜的直线更能准确反映变量的关系。
易错点
采用控制变量法研究的，要掌握研究变量关系时，对实验数据处理的两种方法。
13．公交一卡通（IC卡）内部有一个特定频率的电磁波接收电路。公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡接收读卡机发出的电磁波能量，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
A、为了使IC卡中的感应电流达最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作；故A正确；B、若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故B错误；C、IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理；故C错误；D、IC卡中没有电池，工作所需要的能量来源于人刷卡时消耗的机械能；故D错误；
考查方向
解题思路
明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进行分析，即可明确能量及IC卡的工作原理，即可解答本题．
易错点
考查电磁感应现象，要注意在学习中注意掌握物理规律在生活中的应用．
知识点
如图所示，两金属杆ab和cd长均为l=0.5m，电阻均为R=8.0Ω，质量分别为M=0.2kg和m=0.1kg．用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧．两金属杆都处在水平位置，如图所示．整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感强度为B=2T．若整个装置从静止开始到金属杆ab下降高度h=5.0m时刚好匀速向下运动。（g=10m/s2）求
12.ab杆匀速运动时杆上的电流方向和a、b两点电势谁高谁低
13.ab杆匀速运动的速度vm
14.ab杆到达匀速运动之前产生的热量
正确答案
解：导体切割磁感线的过程中，整个装置处在一与回路平面相垂直向内的匀强磁场中，并且金属杆ab向下运动。若磁场方向垂直纸面向里，根据安培定则得到电流方向由a流向b，所以b点电势高；若磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则得到电流方向由b流向a，所以a点电势高。
正确答案
回路中产生的感应电动势为E=2Blv，
感应电流
每个杆受到的安培力大小
设两绳的拉力为F，由平衡条件，得
对ab杆：Mg=F+F安 ①
对cd杆：F=F安+mg ②
由①②式得（M﹣m）g=2F安
将安培力表达式代入得
ab杆运动的速度为
正确答案
电磁感应中的能量转化，ab杆减少的重力势能转化为cd杆增加的重力势能、ab杆和cd杆的动能、ab杆和cd杆到达匀速运动之前产生的热量：
由于ab杆和cd杆到达匀速运动之前产生的热量相等，ab杆到达匀速运动之前产生的热量为：
相距L＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1＝1 kg的金属棒ab和质量为m2＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。t=0时刻起，ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止沿导轨向上匀加速运动，同时也由静止释放cd棒。
43.求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；
44.已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
45.①判断cd棒的运动过程，②求出cd棒达到最大速度所对应的时刻t1，③在图（c）中画出前5秒内cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图像。
正确答案
解析
经过时间t，金属棒ab的速率 
考查方向
解题思路
ab棒沿竖直向上运动，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断感应电流的方向，由左手定则判断cd棒受到的安培力方向．
易错点
关键是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律、运动学公式推导出拉力与时间的关系式
正确答案
18J；
解析
在2s末金属棒ab的速率 
考查方向
解题思路
由E=BLv、I=
易错点
关键是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律、运动学公式推导出拉力与时间的关系式
正确答案
见解析
解析
①cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。②当cd棒速度达到最大时，有：
又 
整理得
考查方向
解题思路
由运动学公式求出2s末金属棒ab的速率和位移，根据动能定理求出两金属棒产生的总焦耳热．
易错点
关键是根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、牛顿第二定律、运动学公式推导出拉力与时间的关系式
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