高中物理 第4章 電磁感應章末小結4 新人教版選修3-2

【成才之路】-學年高中物理第4章電磁感應章末小結41．(·全國新課標卷Ⅱ，16)如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導線框；在導線框右側有一寬度為d(d<L)的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導線框以某一初速度向右運動。t＝0時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導線框進入并通過磁場區(qū)域。下列v－t圖象中，可能正確描述上述過程的是()答案：D解析：該題考查電磁感應中的圖象問題，關鍵要把圖象和運動過程結合起來。線框進入磁場過程中有eq\f(B2L2v,R)＝ma，加速度逐漸減小，當全部進入磁場后，做勻速直線運動，出磁場的過程中仍然做速度減小的變速運動，D正確。2．(·北京理綜，17)如圖，在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產生的感應電動勢為E1；若磁感應強度增為2B，其他條件不變，MN中產生的感應電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為()A．c→a,2:1 B．a→c,2:1C．a→c,1:2 D．c→a,1:2答案：C解析：由右手定則，可判斷金屬桿中的電流方向為N→M，則電阻R中的電流方向為a→c。根據E＝BLv，可得E1∶E2＝1∶2，選項C正確。3．(·安徽理綜，16)如圖所示，足夠長平行金屬導軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡，電阻為1Ω。一導體棒MN垂直于導軌放置，質量為0.2kg，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.5。在導軌間存在著垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度為0.8T。將導體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導體棒MN的運動速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6)()A．2.5m/s1W B．5m/s1WC．7.5m/s9W D．15m/s9W答案：B解析：本題考查電磁感應現(xiàn)象中的力學問題和能量問題。當燈泡穩(wěn)定發(fā)光后，物體做勻速運動，根據平衡條件進行分析。物體做勻速運動時，有mgsinθ－μmgcosθ＝eq\f(B2l2v,R＋r)，解得v＝5m/s，I＝eq\f(Blv,R＋r)＝1AP＝I2R＝1W。B選項正確。4．(·浙江理綜，15)磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當以速度v0刷卡時，在線圈中產生感應電動勢，其E－t關系如下圖所示。如果只將刷卡速度改為eq\f(v0,2)，線圈中的E－t關系圖可能是()[答案]D[解析]從E－t圖象可以看出，刷卡速度為v0時，產生感應電動勢的最大值為E0，所用時間為t0；當刷卡速度變?yōu)閑q\f(v0,2)時，根據E＝Blv可知，此時產生感應電動勢的最大值E＝eq\f(E0,2)，由于刷卡器及卡的長度未變，故刷卡時間變?yōu)?t0，故選項D正確。5．(·江蘇單科，13)如圖所示，勻強磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場垂直。已知線圈的匝數(shù)N＝100，邊長ab＝1.0m、bc＝0.5m，電阻r＝2Ω，磁感應強度B在0～1s內從零均勻變化到0.2T。在1～5s內從0.2T均勻變化到－0.2T，取垂直紙面向里為磁場的正方向。求：(1)0.5s時線圈內感應電動勢的大小E和感應電流的方向；(2)在1～5s內通過線圈的電荷量q；(3)在0～5s內線圈產生的焦耳熱Q。[答案](1)10V；方向為a→d→c→b→a(2)10C(3)100J[解析](1)根據感應電動勢E＝Neq\f(ΔΦ1,Δt1)，磁通量的變化量ΔΦ1＝ΔB1S解得E＝Neq\f(ΔB1S,Δt1)，代入數(shù)據得E＝10V，感應電流的方向為a→d→c→b→a(2)同理可得E′＝Neq\f(ΔB2S,Δt2)，感應電流I2＝eq\f(E′,r)，電量q＝I2Δt2解得q＝Neq\f(ΔB2S,r)，代入數(shù)據得q＝10C(3)0～1s內的焦耳熱Q1＝Ieq\o\al(2,1)rΔt1，且I1＝eq\f(E1,r)，1～5s內的焦耳熱，Q2＝Ieq\o\al(2,2)rΔt2由Q＝Q1＋Q2，代入數(shù)據得Q＝100J6．(·重慶理綜，7)小明在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如下圖所示。在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，此時電子測力計的讀數(shù)為G1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計。直銅條AB的兩端通過導線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R。若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動，這時電子測力計的讀數(shù)為G2，銅條在磁場中的長度為L。(1)判斷銅條所受安培力的方向，G1和G2哪個大？(2)求銅條勻速運動時所受安培力的大小和磁感應強度的大小。答案：(1)安培力方向向上，G2>G1。(2)安培力大小F＝G2－G1，磁感應強度大小B＝eq\f(1,L)eq\r(\f(G2－G1R,v))解析：本題考查了電磁感應的綜合問題，解題思路：先由右手定則判斷銅條中感應電流的方向，再由左手定則判斷，銅條所受安培力的方向，由平衡條件確定G1和G2的大??；根據法拉第電磁感應定律和安培力公式確定磁感應強度大小。(1)銅條向下運動時，由右手定則可知，銅條中感應電流的方向，由B到A，再由左手定則判斷銅條安培力方向向上。①根據力的作用的相互性可知銅條向下運動時，銅條對磁鐵的作用力向下，電子測力計的示數(shù)比銅條不動時要大，即G2>G1