- 电磁感应中的能量转化
- 共184题
如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1＝B，B2＝2B，一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为v/2，则下列判断正确的是
A此过程中通过线框截面的电量为
B此过程中线框克服安培力做的功为
C此时线框的加速度为
D此时线框中的电功率为
正确答案
解析
略。
知识点
两根足够长的间距为L的光滑导轨竖直放置，底端接阻值为R的电阻。将阻值也为R金属棒悬挂在一固定的轻弹簧下端，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。导轨电阻不计，重力加速度为g。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一定等于g
B金属棒到达最低点的加速度一定小于g
C金属棒的速度为v时，电阻R的电功率为
D电路上产生的总热量可能等于金属棒重力势能的减少量
正确答案
解析
略
知识点
如图所示，垂直纸面向里的磁感应强度为B的有界方形匀强磁场区域，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场边界方向运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad＝l，cd＝2l，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量为_____，线框产生的热量可能为_______。
正确答案
解析
略
知识点
如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。现导体棒在水平向左、垂直于导体棒的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中导体棒始终与导轨保持垂直）。设导体棒接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则在此过程，下列说法正确的是
A导体棒的速度最大值为
B流过电阻R的电荷量为
C恒力F和摩擦力对导体棒做的功之和等于导体棒动能的变化量
D恒力F和安培力对导体棒做的功之和大于导体棒动能的变化量
正确答案
解析
略
知识点
如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一长度为L、宽度为b（b<h）、电阻为R、质量为m的矩形线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的下边穿出磁场时，恰好以速率v匀速运动。已知重力加速度为g，求
（1）线圈匀速运动的速率v；
（2）穿过磁场区域过程中，线圈中产生的热量Q；
（3）线圈穿过磁场区域所经历的时间t。
正确答案
见解析
解析
（1）线圈匀速穿出磁场，产生的感应电动势为 
回路中的电流为 
此时线圈受到竖直向上的安培力 
由平衡条件得 
所以 
（2）线圈穿过磁场区域过程中，由功能关系 
所以 
（3）线圈进入磁场过程中，下边进入磁场时线圈的速率为0，上边进入磁场时线圈的速率为v1。当其速率为V时，由牛顿运动定律
又 
整理，得
求和，得
所以
故
接着线圈在磁场以g匀加速运动，有
最后线圈匀速穿出磁场，有
所以
知识点
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