教科版高中物理选修3-2练习三：电磁感应中的能量问题(无答案)

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1.如右图所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab =2bc ,磁场方向垂直于纸面；实线框a ′b ′c ′d ′是一正方形导线框，a ′b ′边与ab 边平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W １表示沿平行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功，W ２表示以同样速率沿平行于bc 的方向拉出过程中外力所做的功，则（ ）
A.W １＝W ２
B.W ２＝２W １
C.W １＝２W ２
D.W ２＝４W １
2. 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v 0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
3．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
4.两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R ，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m 、电阻可不计的金属棒ab ，在沿着斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，并上升h 高度.如图15-7所示，在这过程中（ ）
A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mg h 与电阻R 上发出的焦
耳热之和
C.恒力F 与安培力的合力所做的功等于零
D.恒力F 与重力的合力所做的功等于电阻R 上发出的焦耳热
5．如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B 。

将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动。

导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体
棒的电阻，重力加速度为g ，下列选项正确的是（ ）
图15-7
A ．2sin P mg θ=
B ．3sin P mg θ=
C ．当导体棒速度达到2v 时加速度为sin 2
g θ
D ．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功
6．如图5-1-11，MN 、PQ 为相距l 的光滑平行导轨，导轨平面与水平面夹角为
θ，导轨处于磁感应强度为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两
导轨的M 、P 两端间接有一电阻为R 的定值电阻，质量为m 的导体棒由静止开始
下滑，经一段时间到达位置cd 处，这一过程通过截面的电量为q ，回路中产生
的内能为E ，设除R 外，回路其余电阻不计，求ab 通过位置cd 时回路的电功
率.
7.如图所示，在与水平面成θ=30º的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。

空间存在着匀强磁场，磁感应强度B =0.20T ，方向垂直轨道平面向上.导体棒ab 、cd 垂直于轨
道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg ，回路中每根导体棒电
阻r=5.0×10-2Ω，金属轨道宽度l =0.50m.现对导体棒ab 施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运
动.在导体棒ab 匀速向上运动过程中，导体棒cd 始终能静止在轨道上.g 取10m/s 2，求：
⑴导体棒cd 受到的安培力大小；
⑵导体棒ab 运动的速度大小；
⑶拉力对导体棒ab 做功的功率.
8.如图21-2甲所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l =0.20 m ，电阻R =1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B =0.5 Ｔ的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F 与时间t 的关系如图21-2乙所示.求杆的质量m 和加速度a .
9、如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。

导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω。

导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。

（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
（2）求第2s末外力F的瞬时功率；
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。