电磁感应中的能量转化问题
[方法点拨] 克服安培力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程,克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.
1.(2018·四川省泸州市一检)如图1所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角,导轨的一端连接定值电阻R1,匀强磁场垂直导轨平面向上.一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab,垂直导轨放置且两端始终与导轨接触良好,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,且R2=nR1.如果导体棒以速度v匀速下滑,导体棒此时受到的安培力大小为F,重力加速度为g,则以下判断正确的是( )
图1
A.电阻R1消耗的电功率为
B.重力做功的功率为mgvcosθ
C.运动过程中减少的机械能全部转化为电能
D.R2上消耗的功率为
2.(多选)(2018·辽宁省凌源市模拟)如图2所示,一根直导体棒质量为m、长为L,其两端放在位于水平面内、间距也为L的光滑平行金属导轨上,并与之接触良好,导体棒左侧两导轨之间连接一可控电阻,导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面.t=0时刻,给导体棒一个平行于导轨的水平初速度v0,此时可控电阻的阻值为R0,在导体棒运动过程中,通过可控电阻的变化使导体棒中的电流保持恒定,不计导轨和导体棒的电阻,导体棒一直在磁场中,下列说法正确的是( )
图2
A.导体棒的加速度大小始终为a=
B.导体棒从开始运动到停止的时间为t=
C.导体棒从开始运动到停止的时间内,回路产生的焦耳热为mv
D.导体棒从开始运动到停止的时间内,回路产生的焦耳热为mv
3.(多选)(2018·广东省东莞市模拟)如图3所示,在匀强磁场的上方有一质量为m、半径为R的细导线做成的圆环,圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h.将圆环由静止释放,圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间,速度均为v.已知匀强磁场的磁感应强度为B,导体圆环的电阻为r,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
图3
A.圆环刚进入磁场的瞬间,速度v=
B.圆环进入磁场的过程中,电阻产生的热量为2mgR
C.圆环进入磁场的过程中,通过导体横截面的电荷量为
D.圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动
4.(多选)如图4所示,间距为L的两根平行金属导轨弯成“L”形,竖直导轨面与水平导轨面均足够长,整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中.质量均为m、阻值均为R的导体棒ab、cd均垂直于导轨放置,两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ,当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑.某时刻将导体棒cd所受水平恒力撤去,经过一段时间,导体棒cd静止,此过程流经导体棒cd的电荷量为q(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计,已知重力加速度为g),则( )
图4
A.导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流I=
B.导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小a=g-
C.导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移为s=
D.导体棒cd在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为Q=mv02-