高中物理 第四章 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用習(xí)題課隨堂對(duì)點(diǎn)練 新人教版選修32.doc

【金版教程】2015-2016學(xué)年高中物理 第四章 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用習(xí)題課隨堂對(duì)點(diǎn)練 新人教版選修3-2知識(shí)點(diǎn)一楞次定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流i，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中()a穿過(guò)線框的磁通量保持不變b線框中感應(yīng)電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機(jī)械能不斷增大答案b解析線框下落過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量減小，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)b正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；在下落過(guò)程中，安培力對(duì)線框做負(fù)功，則其機(jī)械能減小，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。2如圖所示，矩形線框abcd放置在水平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向與水平方向成角，已知sin，回路面積為s，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，則通過(guò)線框的磁通量為()abs b.bsc.bs d.bs答案b解析在磁通量bs公式中，b與s必須垂直，若b與s不垂直，則s要轉(zhuǎn)化為垂直于b的有效面積，也可以將b轉(zhuǎn)化為垂直于s的垂直分量，故bssinbs。知識(shí)點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象3矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖甲所示。若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列各圖(圖乙)中正確的是()答案d解析本題利用楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向。01 s內(nèi)b垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向外，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，即電流的方向?yàn)樨?fù)，排除a、c選項(xiàng)；23 s內(nèi)，b垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，排除b選項(xiàng)，d正確。知識(shí)點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的能量關(guān)系4. 如圖所示，由7根長(zhǎng)度都是l的金屬桿連接成的一個(gè)“日”字形的矩形金屬框abcdef，放在紙面所在的平面內(nèi)。有一個(gè)寬度也為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界跟cd桿平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是b，方向垂直于紙面向里，金屬桿af、be、cd的電阻都為r，其他各桿的電阻不計(jì)，各桿端點(diǎn)間接觸良好?，F(xiàn)以速度v勻速地把金屬框從磁場(chǎng)的左邊界水平向右拉，從cd桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：(1)cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)af桿的電流；(2)從開(kāi)始計(jì)時(shí)到金屬框全部通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，金屬框中電流所產(chǎn)生的總熱量q。答案(1)(2)解析在“日”字形矩形金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，cd、be和af依次切割磁感線作為電源對(duì)其他兩段導(dǎo)體供電，af桿中的電流和產(chǎn)生的電熱q可用歐姆定律和電熱公式求解。(1)cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿作為電源，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為eblv由歐姆定律，回路中的電流i通過(guò)af中的電流i1i(2)在線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，三桿依次充當(dāng)電源，但電路的連接關(guān)系不變。由焦耳定律qi2rtietblv。知識(shí)點(diǎn)四電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題5均勻?qū)Ь€制成的正方形閉合線框abcd，每邊邊長(zhǎng)為l，總電阻為r，總質(zhì)量為m。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示，線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)求c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大??；(3)若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。答案(1)bl(2)bl(3)h解析cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線相當(dāng)于電源，所以cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小等于電源的路端電壓。(1)線框下落h的過(guò)程中做自由落體運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度v剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)cd邊切割磁感線，所以線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eblvbl。(2)由歐姆定律知，此時(shí)線框中電流icd兩點(diǎn)間的電壓uirbl。(3)安培力fbil根據(jù)牛頓第二定律mgfma，由a0解得下落高度滿足h。6某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為n的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)abcdl、bcad2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為r。求：(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小em；(2)線圈切割磁感