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河北省張家口市高三物理 專題練習(xí)(33)電磁感應(yīng)綜合2.doc

  • 資源ID:3920485       資源大?。?span id="66egcxl" class="font-tahoma">426KB        全文頁(yè)數(shù):12頁(yè)
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河北省張家口市高三物理 專題練習(xí)(33)電磁感應(yīng)綜合2.doc

電磁感應(yīng)綜合21.如圖甲所示,電阻R=1、半徑r1=0.2m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場(chǎng)區(qū)域Q,P、Q的圓心相同,Q的半徑r2=0.1mt=0時(shí)刻,Q內(nèi)存在著垂直于紙面向里的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?,則線框P中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是圖中的()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】由法拉第電磁感應(yīng)定律,可得導(dǎo)線框P中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BSt=Btr22=0.01(V),再由歐姆定律得,P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為:I=0.01(A),由楞次定律,得電流的方向是順時(shí)針方向,故C正確,ABD錯(cuò)誤;故選C?!军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),然后根據(jù)歐姆定律求解感應(yīng)電流2.在如圖所示的電路中,線圈中的自感系數(shù)很大,且其直流電阻可以忽略不計(jì)D1和D2是兩個(gè)完全相同的小燈泡,在開關(guān)S的閉合和斷開的過程中(燈絲不會(huì)斷),D1和D2亮度的變化情況是()A. S閉合,D1很亮且亮度不變,D2逐漸變亮,最后兩燈一樣亮;S斷開,D2立即滅,D1逐漸變亮B. S閉合,D1不亮,D2很亮;S斷開,D2立即滅C. S閉合,D1和D2同時(shí)亮,而后D1滅,D2亮度不變:S斷開,D2立即滅,D1亮一下才滅D. S閉合,D1和D2同時(shí)亮,后D1逐漸熄滅,D2則逐漸變得更亮;S斷開,D2立即滅,D1亮一下后才滅【答案】D【解析】【詳解】S閉合瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,同時(shí)發(fā)光,隨著線圈L電流的增加,逐漸將D1燈短路,D1燈熄滅,而外電阻減小,流過D2燈變亮;S斷開時(shí),線圈與D1組成閉合回路,D2燈立即熄滅。線圈L中的電流開始減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,使D1亮一下再慢慢熄滅。故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選D?!军c(diǎn)睛】對(duì)于線圈要抓住雙重特性:當(dāng)電流不變時(shí),它是電阻不計(jì)的導(dǎo)線;當(dāng)電流變化時(shí),產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源3.一閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,設(shè)垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向,圖中箭頭為感應(yīng)電流I的正方向,如圖甲所示已知線圈中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是圖中的哪幾幅()A. A B. B C. C D. D【答案】C【解析】【詳解】由甲知:線圈中順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正,垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎瑒t由乙可知:線圈中在前0.5s內(nèi)產(chǎn)生了逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,由楞次定律可得:當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。A圖中,在前0.5s內(nèi)由乙圖根據(jù)楞次定律可知,若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)增強(qiáng)的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)均勻減弱的。而在0.5s-1.5s,若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)減弱的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)均勻增加的。所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;B圖中,在前0.5s內(nèi),若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)增強(qiáng)的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)減弱的。而在0.5s-1.5s,由感應(yīng)電流方向,結(jié)合楞次定律可得:若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)減弱的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)增加的。故B錯(cuò)誤;C圖中,在前0.5s內(nèi)由乙圖根據(jù)楞次定律可知,若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)增強(qiáng)的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)減弱的。而在0.5s-1.5s,若磁場(chǎng)方向垂直向里(正方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)減弱的;若磁場(chǎng)方向垂直向外(負(fù)方向)時(shí),必須是磁場(chǎng)增加的。所以C正確;由C選項(xiàng)分析可知,0.5s-1.0s,不符合電流圖象,故D錯(cuò)誤;故選C?!军c(diǎn)睛】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的圖象應(yīng)用,要注意正確掌握楞次定律的應(yīng)用,同時(shí)要注意正確分析圖象的性質(zhì),能正確應(yīng)用排除法進(jìn)行分析4.李輝用多用表的歐姆檔測(cè)量一個(gè)變壓器線圈的電阻,以判斷它是否斷路劉偉為了使李輝操作方便,用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測(cè)量已知?dú)W姆檔電源電動(dòng)勢(shì)1.5V,電流約3mA流經(jīng)變壓器線圈,劉偉的人體電阻約100K則當(dāng)李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈脫離時(shí),劉偉兩手間的最大電壓約為()A. 1.5V B. 300V C. 150V D. 不能確定【答案】B【解析】【詳解】已知?dú)W姆檔電源電動(dòng)勢(shì)1.5V,電流約3mA流經(jīng)變壓器線圈,劉偉的人體電阻約100K。在電流變化時(shí)線圈才會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)回路接通的狀態(tài)時(shí)回路中電流不變化,線圈兩端不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)回路斷開時(shí)電流要立即減小到零但由于線圈的自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則當(dāng)李輝把多用表的表筆與被測(cè)線圈脫離時(shí),劉偉兩手間的最大電壓約為U=IR=0.003100000=300V,故選B?!军c(diǎn)睛】本題考查了自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件,要知道歐姆表測(cè)電阻時(shí),電流是很小的;當(dāng)電流變化時(shí)線圈才會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)5.如右圖所示,兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng),寬度均為L(zhǎng),方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B、2B.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框從位置甲勻速穿過兩個(gè)磁場(chǎng)到位置乙,規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎瑒t感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是()A. B. C. D. 【答案】D【解析】金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)切割產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),右手定則判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,所以電流為負(fù)值,此時(shí)的電流: I=ER=BLvR; 當(dāng)線框剛進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí),則右側(cè)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),從而產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,左側(cè)金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),所產(chǎn)生感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向,由于右側(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度為2I,則產(chǎn)生電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針,即電流值為負(fù)值,且此時(shí)電流: I2=ER=2BLvRBLvR=I,當(dāng)線圈開始離開第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí),由右手定則可知,電流為逆時(shí)針,大小為2I,故ABC錯(cuò)誤,D正確6.如圖,在水平面內(nèi)有四根相同的均勻光滑金屬桿ab、ac、de以及df,其中ab、ac在a點(diǎn)固定,de、df在d點(diǎn)固連,分別構(gòu)成兩個(gè)“V”字型導(dǎo)軌,空間中存在垂直于水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),用力使導(dǎo)軌edf勻速向右運(yùn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí),運(yùn)動(dòng)過程中兩導(dǎo)軌的角平分線始終重合,導(dǎo)軌間接觸始終良好,下列物理量隨時(shí)間的變化關(guān)系正確的是()A. B. C. D. 【答案】ABC【解析】試題分析:設(shè)bac=2,剛開始時(shí)切割有效長(zhǎng)度的一半為l0,則產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv=Bv(2l0+2vttan)=2Bvl0+2Bv2ttan,設(shè)單位長(zhǎng)度金屬桿的電阻為r,則R=4l0tanr+4vtcos,隨時(shí)間均勻增大,C正確,I=ER=ER=2Bv2ttan4vtcos=2Bv2tan4vcos,電流恒定,D錯(cuò)誤;根據(jù)F=BIL可知Lt,I恒定,所以F隨時(shí)間均勻增大,A正確;克服安培力做功等于回路中產(chǎn)生的熱量,根據(jù)W=Fv,可知Wt,B正確;考點(diǎn):考查了電磁感應(yīng)與圖像【名師點(diǎn)睛】關(guān)于電磁感應(yīng)問題,特別是圖象問題,不能憑想當(dāng)然,最好是通過閉合電路歐姆定律找出關(guān)系式7.如圖所示,一電子以初速v沿與金屬板平行的方向飛入兩板間,在下列哪幾種情況下,電子將向M板偏轉(zhuǎn)?()A. 開關(guān)S接通瞬間B. 斷開開關(guān)S的瞬間C. 接通S后,變阻器的滑動(dòng)觸頭向右迅速滑動(dòng)時(shí)D. 接通S后,變阻器的滑動(dòng)觸頭向左迅速滑動(dòng)時(shí)【答案】AD【解析】【詳解】由安培定則得下方的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向N極向上,S向下;開關(guān)K接通瞬間,穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律知在上線圈中感應(yīng)出上正下負(fù)的電動(dòng)勢(shì),電子向M板偏轉(zhuǎn),A正確;斷開開關(guān)K瞬間,穿過線圈的磁通量減少,由楞次定律知在上線圈中感應(yīng)出上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì),電子向N板偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;接通K后,變阻器滑動(dòng)觸頭向右迅速滑動(dòng),電阻增大,電流減小,穿過線圈的磁通量減少,由楞次定律知在上線圈中感應(yīng)出上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì),電子向N板偏振,C錯(cuò)誤;接通K后,變阻器滑動(dòng)觸頭向左迅速滑動(dòng),電阻減小,電流增大,穿過線圈的磁通量增加,由楞次定律知在上線圈中感應(yīng)出上正下負(fù)的電動(dòng)勢(shì),電子向M板偏振,D正確;故選AD。8.如圖所示,一質(zhì)量為m1=0.1kg的小燈泡通過雙股柔軟輕質(zhì)導(dǎo)線與一質(zhì)量為m2=0.3kg的正方形線框連接成閉合回路(圖中用單股導(dǎo)線表示),已知線框匝數(shù)為N=10匝,總電阻為r=1,線框正下方h=0.4m處有一水平方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T,磁場(chǎng)寬度與線框邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.2m,忽略所有摩擦阻力及導(dǎo)線電阻,現(xiàn)由靜止釋放線框,當(dāng)線框下邊進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,加速度恰好為零,且小燈泡正常發(fā)光,g取10m/s2則()A. 小燈泡的電阻R=3B. 線框下邊進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,小燈泡的速度v=3m/sC. 在線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,通過小燈泡的電荷量q=0.2CD. 在線框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,小燈泡消耗的電能ER=0.8J【答案】AC【解析】試題分析:線框進(jìn)入磁場(chǎng)前,整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得:m2gh-m1gh=(m1+m2)v2,代入數(shù)據(jù)解得:v=2m/s;選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線框勻速下落的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=NBLv,線框受到的安培力:,對(duì)線框,由平衡條件得:,解得燈泡電阻為:R=3;選項(xiàng)A正確;線框勻速下落的高度為2L,由能量守恒定律得系統(tǒng)消耗的電能為:E電=2(m2-m1)gL,消耗在小燈泡上的電能為:,解得:ER=06J,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;通過小燈泡的電荷量為:,代入數(shù)據(jù)解得:q=02C;選項(xiàng)C正確;故選AC考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律;能量守恒定律;【名師點(diǎn)睛】本題是一道電磁感應(yīng)與電路相結(jié)合的綜合題,分析清楚線框運(yùn)動(dòng)過程,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律、E=BLv、歐姆定律、平衡條件、能量守恒定律、電流定義式即可正確解題。9.如圖甲所示,位于豎直面內(nèi)的兩金屬導(dǎo)軌平行且處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面導(dǎo)軌的一端與一電阻R相連,具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上且接觸良好并與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌上有支撐水平金屬桿的套環(huán),使金屬桿始終保持靜止當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖乙所示變化時(shí)(規(guī)定垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?,若?guī)定套環(huán)對(duì)金屬桿的支持力向上為正,則如圖所示反映金屬桿所受的支持力F隨時(shí)間t變化和電阻R的發(fā)熱功率P隨時(shí)間t變化的圖線可能正確的是()A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【詳解】在0-0.5s內(nèi),B均勻增大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E1=t=BtS=2B0B00.5S=2B0S,根據(jù)楞次定律判斷得知,ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿ba,為負(fù)方向。感應(yīng)電流的大小為I1=E1R=2B0SR,ab棒所受的安培力大小為FA1=BI1L=2B0SLR(B0+2B0t),方向向左,則拉力大小為F1=FA1=2B0SLR(B0+2B0t),方向向右,為正方向;在0.5-1s內(nèi),B不變,穿過回路的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,安培力和拉力均為零;在1-2s內(nèi),B均勻減小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E2=t=BtS=2B0S0.5S=4B0S,根據(jù)楞次定律判斷得知,ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿ab,為正方向。感應(yīng)電流的大小為I2=E2R=4B0SR,ab棒所受的安培力大小為FA2=BI2L=4B0SLR2B0-4B0(t-1)= 4B0SLR(6B0-4B0t),方向向右,則拉力大小為F2=FA2=4B0SLR(6B0-4B0t),方向向左,為負(fù)方向;故知A正確。有前面分析的電流大小,結(jié)合功率公式:P=I2R知,C圖象正確;故選AC。10.如圖甲所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線圈,在金屬線圈的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,MN和MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界,邊界的寬度為S,并與線框的bc邊平行,磁場(chǎng)方向與線框平面垂直現(xiàn)讓金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的vt圖象(其中OA、BC、DE相互平行)已知金屬線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(LS)、質(zhì)量為m,電阻為R,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均為已知量(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件,以下說法正確的是()A. t2是線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間,t4是線框全部離開磁場(chǎng)瞬間B. 從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ad邊離開磁場(chǎng)為止,感應(yīng)電流所做的功為mgSC. v1的大小可能為mgRB2L2D. 線框穿出磁場(chǎng)過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多【答案】AC【解析】金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)之前,做自由落體運(yùn)動(dòng),下邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,下邊受到向上的安培力作用,做加速度減少的減速運(yùn)動(dòng);導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中,導(dǎo)線框中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)線框不受安培力作用,受重力,做勻加速運(yùn)動(dòng);導(dǎo)線框下邊開始出磁場(chǎng)時(shí),上邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,上邊受到向上的安培力作用,導(dǎo)線框做減速運(yùn)動(dòng)全部離開后,以加速度g做勻加速運(yùn)動(dòng)所以A正確;從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)起一直到ad邊離開磁場(chǎng)為止,mg(Ls)W12mv1212mv22,mg(Ls)12mv12+12mv22W,B錯(cuò)誤;當(dāng)恰受力平衡時(shí),mgBBLvRL,解得v1=mgRB2L2,即有可能,C正確;q=It=tRt=R ,進(jìn)入和離開相同,所以q相同,D錯(cuò)誤故選AC.點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵通過圖線理清線框在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合動(dòng)能定理、共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解,掌握電量的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式q=nR,并能靈活運(yùn)用.11.下列說法正確的是()A. 法拉第第一次提出了用電場(chǎng)線的概念來(lái)描述電場(chǎng)B. 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放在其中的電荷有力的作用C. 金屬圓盤在如圖甲的磁極間旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)受到磁場(chǎng)力的阻礙作用D. 金屬塊放到如圖乙的“高頻爐”中,鍋中金屬就可以熔化,這是因?yàn)榫€圈中的高頻交流電產(chǎn)生高頻微波輻射,深入到金屬內(nèi)部,產(chǎn)生熱量【答案】AC【解析】【詳解】法拉第提出了場(chǎng)的概念,并用電場(chǎng)線和磁感線形象地描述電場(chǎng)和磁場(chǎng),故A正確;電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放在其中的電荷有力的作用,故B錯(cuò)誤;金屬圓盤在如圖甲的磁極間旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)受到磁場(chǎng)力的阻礙作用,是電磁阻尼,故C正確;金屬塊放到如圖乙的“高頻爐”中,鍋中金屬就可以熔化,這是因?yàn)榻饘賶K中產(chǎn)生了渦電流,故D錯(cuò)誤;故選AC?!军c(diǎn)睛】法拉第第一次提出了用電場(chǎng)線的概念來(lái)描述電場(chǎng),總結(jié)了電磁感應(yīng)的規(guī)律,渦流和電磁阻尼都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象12.如圖所示是稱為阻尼擺的示意圖,在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片,輕質(zhì)桿可繞上端O點(diǎn)軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),一水平有界磁場(chǎng)垂直于金屬薄片所在的平面使擺從圖中實(shí)線位置釋放,擺很快就會(huì)停止擺動(dòng);若將擺改成梳齒狀,還是從同一位置釋放,擺會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間試定性分析其原因【答案】見解析【解析】第一種情況下,阻尼擺進(jìn)入有界磁場(chǎng)后,在擺中會(huì)形成渦流,渦流受磁場(chǎng)的阻礙作用,會(huì)很快停下來(lái);第二種情況下,將金屬擺改成梳齒狀,阻斷了渦流形成的回路,從而減弱了渦流,受到的阻礙會(huì)比先前小得多,所以會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間13. 如圖所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一根長(zhǎng)度大于2r的導(dǎo)線MN以速度v在圓環(huán)上無(wú)摩擦地自左向右勻速滑動(dòng),電路的固定電阻為R其余電阻忽略不計(jì)試求MN從圓環(huán)的左端到右端的過程中電阻R上的電流強(qiáng)度的平均值及通過的電荷量【答案】Brv2R Br2R【解析】試題分析:由于BSBr2,完成這一變化所用的時(shí)間t=2rv故E=t=Brv2所以電阻R上的電流強(qiáng)度平均值為I=ER=Brv2R通過R的電荷量為qItBr2R考點(diǎn):法拉第電磁感應(yīng)定律;電量14.如圖所示,一正方形線圈從某一高度自由下落,恰好勻速進(jìn)入其下方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域已知正方形線圈質(zhì)量為m=0.1kg,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m,電阻為R=4,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T,高度為2L,取g=10m/s2求:(1)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1的大小和方向(2)線圈離磁場(chǎng)的高度(3)線圈下邊緣cd剛離開磁場(chǎng)時(shí)線圈的加速度大小及方向(4)若線圈在離開磁場(chǎng)前就已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),則線圈在離開磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量【答案】(1)1A,方向?yàn)槟鏁r(shí)針(2)0.8m(3)5m/s2,方向向上(4)2J【解析】【詳解】(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好勻速運(yùn)動(dòng),重力和安培力平衡,則得 BI1L=mg可得I1=mgBL=0.11011A=1A 由楞次定律判斷知,I1的方向沿逆時(shí)針(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=I1R=14V=4V由E=BLv1得:v1=EBL=411=4m/s由v12=2gH得H=v122g=4220m=0.8m(3)線框完全在磁場(chǎng)中下落的高度:h=2L-L=1m線框完全在磁場(chǎng)中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不受安培力,所以線框做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),線框下邊cd將要出磁場(chǎng)時(shí)的速率為:v2=v12+2gh=42+2101m/s=6m/s線框下邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流的大小I2=BLv2R=1164A=1.5A根據(jù)牛頓第二定律得:mg-BI2L=ma可得線圈的加速度 a=g-BI2Lm=1011.510.1=-5m/s2,負(fù)號(hào)表示加速度方向向上(4)若線圈在離開磁場(chǎng)前就已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),由mg=BIL=B2L2v3R,知v3=v1;根據(jù)能量守恒得知,線框離開磁場(chǎng)的過程產(chǎn)生的熱量與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的相等,為:Q=2mgL=20.1101J=2J【點(diǎn)睛】本題在電磁感應(yīng)中屬于常規(guī)題,從力的角度研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)受力情況分析線圈的運(yùn)動(dòng)情況,并運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解速度運(yùn)用電磁感應(yīng)的基本規(guī)律和力學(xué)知識(shí)結(jié)合求解

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