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1、 2014屆高考一輪復(fù)習(xí)第十章 電磁感應(yīng)第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律一、磁通量1物理意義:表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)多少.2定義式: ,只適用于勻強(qiáng)磁場,且磁場方向與平面垂直。在勻強(qiáng)磁場中,若平面與磁場方向垂直(),則穿過這個平面的磁通量為最大, ;若平面與磁場方向平行(),則穿過這個平面的磁通量為最小, 。 磁通量的單位:韋伯(Wb) 1Wb=1Tm2 3磁通量是標(biāo)量,遵循代數(shù)運(yùn)算法則。但有正負(fù)之分,若規(guī)定磁感線穿入這個平面為正,則穿出為負(fù)。凈磁通量:有時穿過一個面的磁感線有來自相反方向的,這時需考慮凈磁通量。4磁通密度:,磁通密度就是垂直于磁場方向上單位面積的磁通量(磁感線條數(shù))。磁通
2、密度在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。1如圖所示,條形磁鐵與a、b兩導(dǎo)作圓環(huán)垂直,且過圓環(huán)的圓心,則 ( )A穿過a環(huán)的磁通量大 B穿過b環(huán)的磁通量大C穿過a環(huán)和b環(huán)的磁通量一樣大 D無法比較二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,所產(chǎn)生的電動勢稱為感應(yīng)電動勢,所產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。2如圖所示,a、b是平行金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面,c、d是分別串有電壓表和電流表金屬棒,它們與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)c、d以相同速度向右運(yùn)動時,下列正確的是( )A兩表均有讀數(shù) B兩表均無讀數(shù)C電流表有讀數(shù),電壓表無讀數(shù) D電流表
3、無讀數(shù),電壓表有讀數(shù)3如圖所示,有一正方形閉合線圈,在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動.下列四個圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖dcbaI4.如圖所示,豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面,且線框與導(dǎo)線間絕緣。在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是().A導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大 B線框向右平動C線框向下平動 D線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動三、感應(yīng)電流方向的判定楞次定律1右手定則適用范圍:閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。內(nèi)容:伸開右手,讓大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓 從手心垂直進(jìn)入, 指向?qū)w運(yùn)動的方向, 所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中判斷電勢高低時必須把產(chǎn)生感
4、應(yīng)電動勢的導(dǎo)體(或線圈)看成電源,且注意在電源的內(nèi)部感應(yīng)電流從 流向 ,在電源的外部感應(yīng)電流從 流向 。如果電路斷路,無感應(yīng)電流時,可假設(shè)電路閉合,先確定感應(yīng)電流方向,再確定電勢的高低。5.圖為地磁場磁感線的示意圖。在北半球地磁場的豎直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛行高度不變。由于地磁場的作用,金屬機(jī)翼上有電勢差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為U1,右方機(jī)翼末端處的電勢為U2,則( )A若飛機(jī)從西往東飛,U1比U2高 B若飛機(jī)從東往西飛,U2比U1高C若飛機(jī)從南往北飛,U1比U2高 D若飛機(jī)從北往南飛,U2比U1高2楞次定律內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的 總要阻
5、礙引起感應(yīng)電流的 。楞次定律適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟:楞次定律推廣的含義:(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對運(yùn)動“來拒去留”(3)阻礙磁通量的增加,線圈面積“縮小”,阻礙磁通量的減小,線圈面積“擴(kuò)張”。例1一平面線圈用細(xì)桿懸于點(diǎn),開始時細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動。已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過位置和位置時,順著磁場的方向看去,線圈中感應(yīng)電流的方向分別為 位置位置A逆時針方向逆時針方向B逆時針方向順時針方向C順時針方向順時針方向D順時針方向逆時針方向6如圖,三角形線框與長直導(dǎo)線彼此絕緣,線框
6、被導(dǎo)線分成面積相等的兩部分,在M接通圖示方向電流的瞬間,線框中感應(yīng)電流的方向是( )A無感應(yīng)電流 BABCCCBA D條件不足,無法判斷71931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個磁極的粒子,即“磁單極子”。1982年,美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計了一個尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn)。他設(shè)想,如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看,超導(dǎo)線圈將出現(xiàn)A先是逆時針方向的感應(yīng)電動勢,然后是順時針方向的感應(yīng)電流B先是順時針方向的感應(yīng)電動勢,然后是逆時針方向的感應(yīng)電流C順時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流D逆時針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流8如圖所示,用一根長為L質(zhì)量不計的細(xì)桿與一個上弧長
7、為l0、下弧長為d0的金屬線框的中點(diǎn)聯(lián)結(jié)并懸掛于O點(diǎn),懸點(diǎn)正下方存在一個上弧長為2 l0、下弧長為2 d0的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且d0L。先將線框拉開到如圖所示位置,松手后讓線框進(jìn)入磁場,忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正確的是( )A金屬線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向?yàn)锽金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向?yàn)镃金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等D金屬線框最終將在磁場內(nèi)運(yùn)動9如圖所示,AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導(dǎo)軌上,它從靜止開始在重力作用下運(yùn)動,運(yùn)動過程中b端始終在OC上,a端始終在AO上,直到完全落在OC上,空間
8、存在著勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在上述過程中( )A感應(yīng)電流方向是baB感應(yīng)電流方向是abC感應(yīng)電流方向開始是ba,后來是abD感應(yīng)電流方向開始是ab,后來是ba10如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd,在細(xì)長磁鐵N極附近時豎直下落,保持bc邊在紙?zhí)?,ab邊在紙內(nèi),從圖中位置經(jīng)過到,位置和都靠近,在這個過程中,線圈中感應(yīng)電流( )A沿abcd流動B沿dcba流動C由到是沿abcd流動,由到是沿dcba流動D由到是沿dabc流動,由到是沿abcd流動例2如圖所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置。兩根導(dǎo)體P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個閉合電路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時( )
9、AP、Q將互相靠攏 BP、Q將互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于gSN11、如圖,閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N 極朝下。當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時(但未插入線圈內(nèi)部)( )A線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互吸引B線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同,磁鐵與線圈相互排斥C. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互吸引D線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反,磁鐵與線圈相互排斥例3如圖所示是一種延時開關(guān)。當(dāng)S1閉合時,電磁鐵F將銜鐵D吸下,將C線路接通。當(dāng)S1斷開時,由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時間才被釋放。則( )A由于A線圈的電磁感
10、應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用C如果斷開B線圈的電鍵S2,無延時作用D如果斷開B線圈的電鍵S2,延時將變長12兩個線圈A和B平行放置,分別通有如圖所示方向的電流,欲使線圈B中的電流能在某一瞬時有所增大,則可以采取的措施是A保持線圈的相對位置不變,增大線圈A中的電流B保持線圈的相對位置不變,減小線圈A中的電流C保持線圈A中的電流不變,將線圈A向右平移D保持線圈A中的電流不變,將線圈A向上平移13如圖(a),圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示,P所受的重力為G,桌
11、面對P的支持力為N,則( )At1時刻,N G Bt2時刻,N G Ct3時刻,N2,I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向B12,I2沿順時針方向,I3沿逆時針方向D2 = 3,I2沿順時針方向,I3沿順時針方向2、如圖所示,MN、PQ為平行金屬軌道,間距為d,左端接一阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面指向紙內(nèi),一根金屬桿放在軌道上,桿與軌道成夾角,設(shè)桿以垂直于桿的速度v沿軌道滑行,通過R的電流大小是(其它電阻均不計)( )ABCD 3如圖所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)為使圓環(huán)受到向上的
12、磁場力作用,導(dǎo)線abcd中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化是圖中的( )4如圖所示,給導(dǎo)體棒一初速度V0,讓其在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做平拋運(yùn)動,則下列關(guān)于甲、乙兩種情況下導(dǎo)體棒中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的說法正確的是A甲圖中,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的電動勢不斷增大B甲圖中,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的電動勢不變C乙圖中,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢為零D乙圖中,導(dǎo)體棒兩端電勢差逐漸增大5、某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下,大小為4.510-5T。一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒:佣蔚膬砂?,河?00m,該河段漲潮和落潮時有海水(視為導(dǎo)體)流過。設(shè)落潮時,海水自西向東流,流速為2m/s。下列說法正確的是( )A電壓表記錄的電壓為5
13、mV B電壓表記錄的電壓為9mVC河南岸的電勢較高 D河北岸的電勢較高6、矩形線圈abcd,長ab20cm,寬bc10cm,匝數(shù)n200,線圈回路總電阻R5W整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線框平面的勻強(qiáng)磁場穿過若勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示,求:(1)線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流;(2)當(dāng)t0.3s時,線圈的ab邊所受的安培力大小; 7.如圖所示,一邊長為L的正方形金屬框,質(zhì)量為m,電阻為R,用細(xì)線把它懸掛在一個有界的磁場邊緣,金屬框的上半部處于磁場內(nèi),下半部處于磁場外,磁場隨時間均勻變化且滿足Bkt規(guī)律已知細(xì)線所能承受的最大拉力T2mg,求從t0時刻起,經(jīng)多長時間細(xì)線會
14、被拉斷 第三節(jié) 綜合問題電磁感應(yīng)的電路問題【例1】粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直干線框平面,其邊界與正方形線框的邊平行,現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場,如圖所示,則在移出過程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是 ( )【例2】如圖18(a)所示,一個電阻值為R ,匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖18(b)所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導(dǎo)線的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)(1)
15、通過電阻R1上的電流大小和方向;(2)通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。1如圖所示,兩根平行的長直金屬導(dǎo)軌,其電阻不計,導(dǎo)線ab、cd跨在導(dǎo)軌上,ab的電阻R大于cd的電阻r,當(dāng)cd在外力F1(大小)的作用下勻速向右滑動時,ab在外力F2(大?。┑淖饔孟卤3朱o止,那么以下說法中正確的是(不計摩擦)( )AF1F2,UabUcd BF1F2,UabUcd CF1F2,UabUcd DF1F2,UabUcd2圖中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌,其電阻可不計,R為電阻器,C為電容器,AB為可在EF和GH上滑動的導(dǎo)體橫桿。有均勻磁場垂直于導(dǎo)軌平面。若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流,則
16、當(dāng)橫桿AB( )A勻速滑動時,I1 = 0,I2 = 0 B勻速滑動時,I1 0,I2 0C加速滑動時,I1 = 0,I2 = 0 D加速滑動時,I1 0,I2 03.如圖所示,兩個互連的金屬圓環(huán),粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時,在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為( )A B C DE4、如圖所示,一個粗細(xì)均勻,電阻為2r的金屬圓環(huán)放置在垂直于紙面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,其直徑為L;將長也為L,電阻為r/2的金屬棒ab放置在金屬圓環(huán)上,并以速度勻速地向左平動,當(dāng)ab棒運(yùn)動到金屬圓環(huán)中直徑(虛線)位置
17、時,金屬棒ab中的感應(yīng)電動勢為_,ab兩端的電勢差為_。5、如圖所示,導(dǎo)線ab=bc=L,今使導(dǎo)線abc在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場中以速度v平行紙面水平向右運(yùn)動,則ab間的電勢差Uab= ,cb間電勢差Ucb= 。6、如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動。此時adeb構(gòu)成一個邊長為l的正方形。棒的電阻為r,其余部分電阻不計。開始時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。(1)若從t = 0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增加為k,同時保持棒靜止,求棒中是感應(yīng)電流。在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。(2)在上述(1)情況中,始終保持棒靜止,當(dāng)t = t1秒末
18、時需加的垂直于棒的水平拉力為多大?7 固定在勻強(qiáng)磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd,各邊長為l,其中ab邊是一段電阻為R的均勻電阻絲,其余三邊均為電阻可忽略的銅導(dǎo)線,磁場的磁感強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,現(xiàn)有一與ab段的材料、粗略、長度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上,如圖所示,以恒定速度v從ad滑向bc,當(dāng)PQ滑過的距離時,通過aP段電阻絲的電流是多大?關(guān)于電量的計算【例3】如圖,在勻強(qiáng)磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面內(nèi)),磁場方向垂直紙面朝里,另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好,金屬導(dǎo)軌的電阻不計?,F(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程:以速率v移動d,使
19、它與ob的距離增大一倍;再以速率v移動c,使它與oa的距離減小一半;然后,再以速率2v移動c,使它回到原處;最后以速率2v移動d,使它也回到原處。設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4,則( )A. Q1Q2Q3Q4 B. Q1Q22Q32Q4 C. 2Q12Q2Q3Q4 D. Q1Q2Q3Q4 8在勻強(qiáng)磁場中,有一個接有電容器的導(dǎo)線回路如圖所示,已知C30F,L15cm,L28cm,磁場以5102T/s的速度增強(qiáng),則電容器( )A上極板帶正電,帶電量為2109CB上極板帶負(fù)電,帶電量為4109CC上極板帶正電,帶電量為6109CD上極板帶負(fù)電,帶電量為8109C9
20、、 物理實(shí)驗(yàn)中,常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量.如圖所示,將探測線圈與沖擊電流計G串聯(lián)后測定磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.已知線圈的匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計組成的回路總電阻為R.將線圈放在被測勻強(qiáng)磁場中,開始時線圈平面與磁場垂直,現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180,測出通過線圈的電荷量為q.由上述數(shù)據(jù)可得出被測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為( )A.qR/S B.qR/nS C.qR/2nS D.qR/2S電磁感應(yīng)的力學(xué)問題例如圖所示,兩根平行光滑導(dǎo)軌豎直放置,處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab跨接在兩導(dǎo)軌之間,其電阻為R.在開關(guān)S斷開時,讓ab棒自由下落,ab棒在下落過程中始終保持與導(dǎo)軌
21、垂直并與之接觸良好,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,電阻不計,從開關(guān)S閉合時開始計時,分析ab棒的下滑運(yùn)動、電流、受力情況?!纠}4】、如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L, 一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個運(yùn)動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v;(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im10如圖所示,MN為水平放置的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌,接有電容器C,處在勻強(qiáng)磁場中,
22、現(xiàn)有一金屬棒ab在其上以速度v0勻速向右滑行,若某時刻突然閉合電鍵K后,( ) Aab將繼續(xù)以v0勻速運(yùn)動 Bab將速度減小最后停下來 Cab將速度減小最后以小于v0的速度勻速運(yùn)動 Dab將速度減小到零后反向加速運(yùn)動到一個穩(wěn)定速度11如圖所示平行導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,R為定值電阻,其它電阻不計,原來靜止的導(dǎo)體棒Ab受恒力F的作用而運(yùn)動起來,對于感應(yīng)電流的描述,下圖中肯定錯誤的是( ) 12如圖甲所示,讓閉合導(dǎo)線框abcd從高處自由下落一定高度后進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場,以cd邊開始進(jìn)入到ab邊剛進(jìn)入磁場這段時間內(nèi),如圖乙中表示線框運(yùn)動的速度時間圖像中有可能的是( )13如圖所示,導(dǎo)線框abcd固定
23、在豎直平面內(nèi),bc段的電阻為R,其它電阻均可忽略。ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿,桿長為l,質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab 和cd保持良好接觸,又能沿它們無摩擦地滑動。整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與框面垂直?,F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef,當(dāng)ef勻速上升時,其速度的大小為多少?14如圖,兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距離為L,電阻不計。在導(dǎo)軌上端并接2個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于均強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可忽略不計的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導(dǎo)軌接觸良好。已
24、知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;(2)燈泡正常發(fā)光時導(dǎo)體棒的運(yùn)動速率?!纠?】如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成=37角,下端連接阻值為R的電阻勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25求:(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大??;(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大??;(3)在上問中,若R2,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向(g=10ms2,sin
25、370.6, cos370.8)15.如圖所示,有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道,上端有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下,導(dǎo)軌及金屬桿的電阻不計。 經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨于一個最大速度vm,則( )A如果B增大,vm將變大 B如果增大,vm將變大 C如果R增大,vm將變大 D如果m變小,vm將變大 16如圖所示,一傾斜的金屬框架上放有一根金屬棒,由于摩擦力作用,金屬棒在沒有磁場時處于靜止?fàn)顟B(tài)。從t0時刻開始給框架區(qū)域內(nèi)加一個垂直框架平面向上的逐漸增強(qiáng)的磁場,到時刻t時,金屬棒開始運(yùn)動,則在這段時間
26、內(nèi),棒所受的摩擦力( )A不斷增大 B不斷減小 C先減小后增大 D先增大后減小17、如圖所示,MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的距離為,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為,在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在導(dǎo)軌的M、P端連接一個阻值為R的電阻,一根垂直于導(dǎo)軌放置質(zhì)量為m的金屬棒ab,從靜止釋放開始沿導(dǎo)軌下滑,已知ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,求ab棒的最大速度。(要求畫出ab棒的受力圖,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計)18,如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點(diǎn)間接有阻值R的電阻.一根質(zhì)量為m的
27、均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向的垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦. (1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖;(2)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小;(3)求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值.電磁感應(yīng)的圖像問題【例題6】、矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場的正方向垂直低面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律如圖所
28、示。若規(guī)定順時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向,下列各圖中正確的是( )【例題7】、圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈, ad與bc間的距離也為l。t=0時刻,bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)?,F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿abcda的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是( ) 19、在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖1所示,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間如圖2變化時,圖3中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變
29、化的是( )20.一個圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,如圖10-6甲所示。設(shè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,垂直紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈中順時針方向的感應(yīng)電流為正,逆時針方向的感應(yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流i隨時間變化的圖象如圖7-5乙所示,則線圈所在處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的圖象可能是( )21如圖所示,ABCD為一邊長為d、具有一定質(zhì)量的正方形剛性導(dǎo)線框,位于水平面內(nèi)虛線框表示一正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界,它的上邊界與導(dǎo)線框的AB邊平行磁場區(qū)域的寬度為3d,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向里導(dǎo)線框從距離磁場上邊界2d的位置自由下
30、落已知AB邊剛進(jìn)入磁場時,線框便以v0的速度勻速運(yùn)動,此時通過線框的電流大小為I0,AB邊的電勢差大小為U0則在下列各圖中,不能定性表示各物理量的大小隨下落距離變化規(guī)律的是22、如圖所示,平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動,經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是( )23、如圖a所示,虛線上方空間有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場,直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時針為正,那么在圖b中能正確描述線框從圖a中所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中,線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化情況的是 ( ) 24如圖所示,閉合
31、回路M勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域B1和B2,B1、B2垂直于直面且方向相反,設(shè)逆時針為回路中電流的正方向,則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像是圖中的( )A B C D25、如圖所示,兩個垂直紙面的勻強(qiáng)磁場方向相反。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B,磁場區(qū)域的寬度為a,一正三角形(高度為a)導(dǎo)線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場區(qū)域,以逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较?,在下圖中感應(yīng)電流I與線框移動距離x的關(guān)系圖的是( ) 電磁感應(yīng)的能量綜合問題【例題8】、如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為
32、m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為u?,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動距離L時,速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g。則此過程( )A.桿的速度最大值為 B.流過電阻R的電量為C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量D.恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量【例題9】、如圖所示電路,兩根光滑金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為的斜面上,導(dǎo)軌下端接有電阻R,導(dǎo)軌電阻不計,斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,電阻可略去不計的金屬棒ab
33、質(zhì)量為m,受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用,金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑,則它在下滑h高度的過程中,以下說法正確的是( )作用在金屬棒上各力的合力做功為零重力做功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能金屬棒克服安培力做功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱金屬棒克服恒力F做功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱【例題10】、如圖所示:寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置,框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0的金屬棒ab,棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.5,現(xiàn)用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直),當(dāng)棒的電阻R產(chǎn)生熱量Q=5
34、.8J時獲得穩(wěn)定速度,此過程中,通過棒的電量q=2.8C(框架電阻不計,g取10m/s2)。問:(1)ab棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大?(2)ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時間多少?26如圖所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計,將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場。若第一次用t1時間拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線截面的電量為q1;第二次用t2(t2t1)時間拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線截面的電量為q2,則( )A B C D27、如圖所示,矩形線圈處于勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)磁場分別按圖(1)圖(2)兩種方式變化時,t0時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的電能及通過線圈某一截面的電量分別用W1、W2、q1、q2表示,則下列關(guān)系式正確的
35、是 ( )AW1= W2 q1= q 2BW1W2 q1= q 2CW1 W2 q1 W2 q 1 q 228、如圖所示,CDEF是固定的、水平放置的、足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌,整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上架著一個金屬棒ab,在極短時間內(nèi)給ab棒一個水平向右的沖量,使它獲得一個速度開始運(yùn)動,最后又靜止在導(dǎo)軌上,則ab棒在運(yùn)動過程中,就導(dǎo)軌是光滑和粗糙兩種情況相比較( )A、安培力對ab棒做的功相等 B、電流通過整個回路所做的功相等C、整個回路產(chǎn)生的總熱量不同 D、ab棒動量的改變量相同29右圖中回路豎直放在勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向垂直于回路平面向外,導(dǎo)體AC可以貼著光滑豎直長導(dǎo)軌下
36、滑設(shè)回路的總電阻恒定為R,當(dāng)導(dǎo)體AC從靜止開始下落后,下面敘述中正確的說法有( )A導(dǎo)體下落過程中,機(jī)械能守恒B導(dǎo)體加速下落過程中,導(dǎo)體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為在電阻上產(chǎn)生的熱量C導(dǎo)體加速下落過程中,導(dǎo)體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體增加的動能和回路中增加的內(nèi)能D導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定速度后的下落過程中,導(dǎo)體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為回路中增加的內(nèi)能30、兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L ,底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場垂直,如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計?,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放則( )A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB金屬棒向下運(yùn)動時,流過電阻R 的電流方向?yàn)閍bC金
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