物理3-2人教新資料5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況每課一練

物理3-人2教新資料4.電5磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況每課一練【一】基礎(chǔ)練1如圖所示，平行導(dǎo)軌間的距離為，一端跨接一個(gè)電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面、一根足夠長(zhǎng)的金屬棒與導(dǎo)軌成e角放置、金屬的電流為棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時(shí)，通過(guò)電阻的電流為 s n答案解析題中、、 s n答案解析題中、、滿足兩兩垂直的關(guān)系，因此=其中=n即= ，故通過(guò)電阻的電流為 ,選點(diǎn)評(píng)正確理解=,明白適用條件是三個(gè)量?jī)蓛纱怪薄?.圖2中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為、，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，與 間的距離也為時(shí)刻，邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合〔如圖〕現(xiàn)令線圈以恒定的速度沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿一---的感應(yīng)電流為正，那么在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線可能是rL I1()Li2LTt 07/： 21t7 世A B答案解析線框進(jìn)入時(shí)，磁通量是增加的，線框穿出時(shí)磁通量是減少的，由楞次定律可判斷兩次電流方向一定相反，故只能在、中選擇，再由楞次定律及規(guī)定的電流正方向可判斷進(jìn)入時(shí)電流為負(fù)方向，應(yīng)選，.3如圖所示，和是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，間距為，其電阻可忽略不計(jì)，之間連接一阻值為的電阻、為一垂直于和的金屬桿，它與和接觸良好并可沿軌道方向無(wú)摩擦地滑動(dòng)、電阻可忽略、整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，當(dāng)施外力使桿以速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿所受的安培力為

答案拉力做功為、通4、如圖4所示，先后兩次將同一個(gè)矩形線圈由勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出，兩次拉動(dòng)的速度相同、第一次線圈長(zhǎng)邊與磁場(chǎng)邊界平行，將線圈全部拉出磁場(chǎng)區(qū)，拉力做功、通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為，第二次線圈短邊與磁場(chǎng)邊界平行，將線圈全部拉出磁場(chǎng)區(qū)域，過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為，那么拉力做功為、通、,答案解析設(shè)矩形線圈的長(zhǎng)邊為，短邊為，電阻為，速度為，那么，，因?yàn)椋?，因?yàn)?，＞，，因此通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量5、如圖5所示，半徑為，的圓形區(qū)域（圖中虛線）內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為半徑為，的金屬圓環(huán)與虛線圓同心、共面的放置，磁場(chǎng)與環(huán)面垂直，其中金屬環(huán)上分別接有燈、，兩燈的電阻均為Q—金屬棒與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均不計(jì)、圖假設(shè)棒以= 的速率沿環(huán)面向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑/的瞬間，中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈的電流、撤去中間的金屬棒，將左面的半圓弧 O以為軸翻轉(zhuǎn)°，假設(shè)此后隨時(shí)間均勻變化，其變化率為A答案解析（，棒）滑過(guò)圓環(huán)直徑時(shí)間均勻變化，其變化率為A答案解析（，棒）滑過(guò)圓環(huán)直徑t=n/求燈的功率、X-'的瞬間，中的電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，=流經(jīng)的電流

n△電路中的電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì)，= ?K燈的功率=€+丿= 2 -點(diǎn)評(píng)求電路中的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，要分析清晰產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方式，假設(shè)為導(dǎo)體切割磁感線△類，宜用=計(jì)算；假設(shè)為磁場(chǎng)變化產(chǎn)生感生電場(chǎng)類，宜用=廠【二】提升練6如圖所示，矩形線框 的和的中點(diǎn)、之間連接一電壓表，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直、當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A穿過(guò)線框的磁通量不變化， 間無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B 這段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)， 間有電勢(shì)差c 間有電勢(shì)差，因此電壓表有示數(shù)D因?yàn)橛须娏魍ㄟ^(guò)電壓表，因此電壓表有示數(shù)答案解析穿過(guò)線框的磁通量不變化，線框中無(wú)感應(yīng)電流，但、、 都切割磁感線，它們都有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故錯(cuò)，對(duì)、無(wú)電流通過(guò)電壓表，電壓表無(wú)示數(shù)，、錯(cuò)、7、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(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，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(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如下圖所示，那么在移出過(guò)程中線框的一邊、兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是如下圖所示，那么在移出過(guò)程中線框的一邊、兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是flix1XX：1■X1XX:1A_l2LX'1x]xX'1-1 :X1XX:1c答案解析設(shè)此題中磁感應(yīng)強(qiáng)度為答案解析設(shè)此題中磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線框邊長(zhǎng)為，速度為，那么四種情況的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基本上，但中為電源，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為路端電壓=一，其他三種情況下,= ,應(yīng)選8、如圖7所示，線圈、連接光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌處在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上放著導(dǎo)體棒 為了使閉合線圈產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流，可使導(dǎo)體棒MA CI [ I I.iiA向右加速運(yùn)動(dòng)、向右減速運(yùn)動(dòng)c向左加速運(yùn)動(dòng)、向左減速運(yùn)動(dòng)答案解析再由右手定那么判斷應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)減弱那么電流減小故應(yīng)減速，故可判斷向左減速，同理可判斷向右加速也可，應(yīng)選、.再由右手定那么判斷應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)減弱那么電流減小故應(yīng)減速，故可判斷向左減速，同理可判斷向右加速也可，應(yīng)選、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成e角，導(dǎo)軌與固定電阻和相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面、有一導(dǎo)體棒，質(zhì)量為，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻和的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為"，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為時(shí)，受到安培力的大小為如今、電阻消耗的熱功率為B電阻消耗的熱功率為c整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為" 0、整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為+p 0答案解析棒上滑速度為時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=,設(shè)棒電阻為，那么==R回路的總電阻占=一，通過(guò)棒的電流=—= ，棒所受安培力==12總總，通過(guò)電阻的電流與通過(guò)電阻的電流相等，即==2=—，那么電阻消耗的熱功率===—，電阻消耗的熱功率==—棒與導(dǎo)軌間的摩擦力=“0s故因摩擦而消耗的熱功率為==“ 0；由能量轉(zhuǎn)化知，整個(gè)裝置中消耗的機(jī)械功率為安培力的功率和摩擦力的功率之和機(jī)=+=+p0由以上分析可知，、、選項(xiàng)正確、點(diǎn)評(píng)切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，電源對(duì)閉合回路供電、分析清晰整個(gè)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，所有的電能和摩擦生熱都來(lái)自于機(jī)械能，而轉(zhuǎn)化的電能在回路中又轉(zhuǎn)化為電熱、、如圖所示，一個(gè)半徑為的銅盤，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度3繞中心軸/勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與盤面垂直，在盤的中心軸與邊緣處分別安裝電刷、設(shè)整個(gè)回路電阻為，當(dāng)圓盤勻速運(yùn)動(dòng)角速度為3時(shí)，通過(guò)電阻的電流為 、r答案解析當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于一根導(dǎo)體棒繞其一個(gè)端點(diǎn)在磁場(chǎng)中做切割3磁感線的圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為=一3因此通過(guò)電阻的電流為、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度= 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為= 的平行金屬導(dǎo)軌與，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)、在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)、之間連接一阻值=Q的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為= 、每米長(zhǎng)電阻=Q的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點(diǎn)為、當(dāng)金屬棒以速度= 向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試求：電阻中電流的大小和方向；金屬棒兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差、解析在構(gòu)成的回路中，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)=,由歐姆定律可得電流a兩點(diǎn)間電勢(shì)差應(yīng)由段、段、段三部分相加而成，其中兩端的電壓、端電壓即為其電動(dòng)勢(shì)，且有+=—故=++=點(diǎn)評(píng)不管磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體是否接入電路，都具有電源的特征，接入電路后，其兩端電壓為路端電壓，未接入電路時(shí)兩端電壓大小即為其電動(dòng)勢(shì)的大小、2如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為=Q，導(dǎo)軌的端點(diǎn)、用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離= 、有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面，磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系為=，比例系數(shù)=一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直，在=時(shí)刻，金屬桿緊靠在、端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開(kāi)始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在= 時(shí)金屬桿所受的安培力、V 圖11答案4 -解析以表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度，在時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離=一，如△今桿的速度=，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積=，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=△+i而=，故TOC\o"1-5"\h\z△ +△ —廠= △ =回路的總電阻= ；回路中的感應(yīng)電流=R作用于桿的安培力=聯(lián)立以上各式解得=、?—代入數(shù)據(jù)得= 4-點(diǎn)評(píng)當(dāng)問(wèn)題中同時(shí)有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，能夠分別單獨(dú)求出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，再結(jié)合其方向求出電路中的總電動(dòng)勢(shì)、假設(shè)兩電動(dòng)勢(shì)方向相同，直截了當(dāng)相加；假設(shè)兩電動(dòng)勢(shì)方向相反，用大電動(dòng)勢(shì)減去小電動(dòng)勢(shì)，總電動(dòng)勢(shì)方向與大的方向一致、在單獨(dú)求出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該運(yùn)用該時(shí)刻的值運(yùn)算；單獨(dú)求感生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，面積△0應(yīng)該運(yùn)用如今的面積運(yùn)算、該方法也是分解思想的表達(dá)、所以，假如運(yùn)用公式=nf—計(jì)算，求得的電動(dòng)勢(shì)也為總電動(dòng)勢(shì)、解題時(shí)是運(yùn)用分解的方法分別求出兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)后再合成，△0依舊直截了當(dāng)用=U計(jì)算，由題中條件決定、3如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根相距為的平行光滑導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面、兩根質(zhì)量均為的可動(dòng)金屬棒和都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒和的電阻分別為Q和Q，導(dǎo)軌最下端連接阻值為Q的電阻，金屬棒用一根細(xì)繩拉住，細(xì)繩同意承受的最大拉力為、現(xiàn)讓棒從靜止開(kāi)始落下，直至細(xì)繩剛被拉斷，此過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量為取、求:圖此過(guò)程中棒和棒產(chǎn)生的熱量和細(xì)繩被拉斷瞬間，棒的速度v細(xì)繩剛要被拉斷時(shí)，棒下落的高度答案TOC\o"1-5"\h\z解析 == ，由= ，==x2< =繩被拉斷時(shí) +=++解上述三式并代入數(shù)據(jù)得=（3由）能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有=一+++代入數(shù)據(jù)得=14、磁懸浮列車的運(yùn)行原理可簡(jiǎn)化為如圖13所示的模型，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和，導(dǎo)軌上有金屬框，金屬框?qū)挾扰c磁場(chǎng)、寬度相同、當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和同時(shí)以速度沿直導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，設(shè)直導(dǎo)軌間距為，==,金屬框的電阻為，金屬框運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為，那么金屬框運(yùn)動(dòng)的最大速度為多少？圖答案解析當(dāng)磁場(chǎng)、同時(shí)以速度向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框必定同時(shí)有兩條邊切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、線框以最大速度運(yùn)