吉林省吉林市第一中學(xué)高中物理 法拉利電磁感應(yīng)定律導(dǎo)學(xué)案（無答

1、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的分析與計(jì)算()1如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中。 在t 時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為AB C D()2.一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直升機(jī)螺旋槳葉片的長度為L，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示則AfL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B2fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于

2、b點(diǎn)電勢(shì)CfL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D2fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)()3.如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個(gè)過程中棒始終平動(dòng)且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是A越來越大B越來越小 C保持不變 D無法判斷4.如圖所示，在邊長為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向外一個(gè)邊長也為a的等邊三角形導(dǎo)線框架EFG正好與上述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，當(dāng)它以周期T繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，框架EFG中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若經(jīng)線框轉(zhuǎn)到圖中的虛線位置，求在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題（

3、 ）5.如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，在b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可以忽略不計(jì).MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）.現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng).令U表示MN兩端電壓的大小，則A.，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dB. ，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bC. ，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dD. ，流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b()6.如圖，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動(dòng)MN，使它以速度v向右勻速平動(dòng)若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗

4、細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率相同，則在MN運(yùn)動(dòng)過程中閉合電路的A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變B感應(yīng)電流逐漸增大C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大D感應(yīng)電流保持不變7.把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如下圖所示，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的電接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：(1)棒兩端的電壓UMN. (2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率8.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1 T，金屬棒AD長0.4 m，與框架寬度相同，電阻r1.3 ，框架電阻不計(jì)，電阻R12 ，R21 .當(dāng)金屬棒以5

5、 m/s速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流為多大？(2)若圖中電容器C為0.3 F，則電容器中儲(chǔ)存多少電荷量？三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題9.在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距h=0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R=0.3的電阻.導(dǎo)軌上跨放著一根長為L=0.2m、每米長電阻r=2.0/m的金屬棒ab.金屬與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)為c、d.當(dāng)金屬棒在與導(dǎo)軌平行的水平外力作用下，以速度v=4.0m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖所示），試求：（1）電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向；（2）金屬棒ab兩端點(diǎn)間

6、的電勢(shì)差.（3）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力大??；10如圖所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒，電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將電阻R，開關(guān)S連接在環(huán)上和棒的O端，將電容器極板水平放置，兩極板間距為d，并聯(lián)在電阻R和開關(guān)S兩端，如圖所示(1)開關(guān)S斷開，極板間有一帶正電q、質(zhì)量為m的粒子恰好靜止，試判斷OM的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大小(2)當(dāng)S閉合時(shí)，該帶電粒子以g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則R是r的幾倍？11如圖所示，兩根平行的金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，兩根導(dǎo)軌的間距為L1 m。導(dǎo)軌上橫放著兩條金屬細(xì)桿

7、，兩條細(xì)桿和兩根導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路，兩條金屬細(xì)桿電阻之和為R0.35。右桿通過平行于導(dǎo)軌的細(xì)線跨過定滑輪與放在水平地面上質(zhì)量為m0.1 kg的物塊相連。不計(jì)一切摩擦。在t0時(shí)刻，兩條細(xì)桿間距為d0.75 m，連接右桿和物塊間的細(xì)線剛好處于伸直狀態(tài)。重力加速度g10 m/s2。試求：若左桿固定不動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化，且Bkt，k0.1 T/s。則經(jīng)過多長時(shí)間，物塊剛好離開地面？四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題12.如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌寬度為L0.6 m，與水平面間的傾角為37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，底端接有阻值為R3的定值電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向上穿過導(dǎo)軌平面

8、。有一質(zhì)量為m0.2 kg，長也為L的導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒的電阻為R01，它與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3?，F(xiàn)讓導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌底部以平行斜面的速度v010 m/s向上滑行，上滑的最大距離為s4m。 (sin37°0.6，cos37°0.8，g10 m/s2)，以下說法正確的是()A把運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒視為電源，最大輸出功率6.75 WB導(dǎo)體棒最后可以下滑到導(dǎo)軌底部，克服摩擦力做的總功為10.0 JC當(dāng)導(dǎo)體棒向上滑d2 m時(shí)，速度為7.07 m/sD導(dǎo)體棒上滑的整個(gè)過程中，在定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2.46 J13如圖所示，足夠長的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個(gè)平行導(dǎo)軌間距

9、為L，導(dǎo)軌間連有定值電阻R，框架平面與水平面之間的夾角為，不計(jì)導(dǎo)體框架的電阻整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，重力加速度為g.求：(1)導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；(2)導(dǎo)體棒ab以最大速度下滑時(shí)定值電阻消耗的電功率五電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合問題14.兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖所示的電路，電路中各電阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中ab在外力作用

10、下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；(2)電容器所帶的電荷量q.15.如圖甲所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的四分之一圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上.圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B（t），如圖乙所示，兩磁場(chǎng)方向均豎直向上.在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t0滑到圓弧頂端.設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g.（1）問金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？（2）求0到時(shí)間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量；（3）探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向.17.（1）感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變.因?yàn)榻饘侔艋綀A弧任意位置時(shí)，回路中磁通量的變化率相同.（2）0t0時(shí)間t內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉