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1、電磁感應(yīng)第八章廣東省高考物理第一輪復(fù)習(xí)一、復(fù)習(xí)要點(diǎn)(1)07考試大綱(討論稿)與06考試大綱的對比07考試大綱(討論稿)06考試大綱內(nèi) 容要求說明內(nèi) 容要求說明1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象2. 磁通量3. 法拉第電磁感應(yīng)定律4. 楞次定律5. 自感、渦流1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象.磁通量.法拉第電磁感應(yīng)定律.楞次定律2. 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢.右手定則.3. 自感現(xiàn)象4. 日光燈1. 導(dǎo)體切割磁感線時感應(yīng)電動勢的計算,只限于l垂直于B、v的情況2. 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里,不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢的高低對各部分知識內(nèi)容要求掌握的程度,在表中用、標(biāo)出。、的含義如下:. 對所列知識要知道其內(nèi)容及含義,并能在有關(guān)
2、問題中識別和直接使用。與課程標(biāo)準(zhǔn)中的“了解”和“認(rèn)識”相當(dāng)。. 對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系,能夠進(jìn)行敘述和解釋,并能在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用。與課程標(biāo)準(zhǔn)中的“理解”和“應(yīng)用”相當(dāng)。對比06的大綱,變化不多,如:1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象、磁通量由降為?!半姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象”、“磁通量”作為一個單獨(dú)的知識點(diǎn)的要求本來就不高,在06之所以定位為,主要還是與兩個定律捆綁的結(jié)果。2. 增加了渦流,刪除了日光燈。“日光燈”不再作為一個單獨(dú)的知識點(diǎn),融入到自感現(xiàn)象的應(yīng)用,而且增加了“渦流”,可能是因?yàn)椤半姶艩t”已經(jīng)逐漸普及,電磁感應(yīng)技術(shù)已經(jīng)融入了生活,所以就沒必要單立個別的應(yīng)用實(shí)
3、例作為知識點(diǎn)了。3. 刪除了原來說明中兩點(diǎn)。估計不會有太明顯的變化,不過可為命題者擴(kuò)闊命題的空間。(2)本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章的知識點(diǎn)不多,重點(diǎn)集中在兩個定律法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。法拉第電磁感應(yīng)定律關(guān)鍵在于“變化”,楞次定律的核心在于“阻礙”,真正理解了“變化”和“阻礙”,就真正掌握了這兩個定律。本章以電場、磁場、電路等知識為基礎(chǔ),綜合力與運(yùn)動、動量與能量等力學(xué)體系的知識,是高中物理中綜合程度最高的章節(jié)之一,所以本章的難點(diǎn)也很突出。在高考中出現(xiàn)的題型通常會有感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判定,感應(yīng)電流大小的計算等,在大題中則常會出現(xiàn)電磁感應(yīng)和電路知識的綜合、電磁感應(yīng)和力的綜合、電磁感應(yīng)和能量的綜
4、合等綜合的題目,還會有比較多的圖像問題會牽連到題目當(dāng)中。所以,本章的難點(diǎn)在于正確理順知識體系,通過嚴(yán)密的分析、推理,綜合應(yīng)用所學(xué)知識處理實(shí)際問題。(3)課標(biāo)的細(xì)化本章在課標(biāo)中說明如下:1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)(1)收集資料,了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程,體會人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。(2)通過實(shí)驗(yàn),理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。(3)通過探究,理解楞次定律。理解法拉第電磁感應(yīng)定律。例1 分析電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生反電動勢的現(xiàn)象,分別用力和能量的觀點(diǎn)進(jìn)行說明。(4)通過實(shí)驗(yàn),了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。例2 觀察日光燈電路,分析日
5、光燈鎮(zhèn)流器的作用和原理。例3 觀察家用電磁灶,了解電磁灶的結(jié)構(gòu)和原理。2活動建議從因特網(wǎng)、科技書刊上查閱資料,了解電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用,例如磁卡閱讀器、錄音機(jī)、錄像機(jī)的原理等。首先,標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生從圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上收集有關(guān)物理學(xué)史的資料,了解發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過程,從科學(xué)家艱苦探究的生動事例中,受到情感態(tài)度與價值觀的熏陶。第二點(diǎn)主題則要求要通過實(shí)驗(yàn)探究,歸納得出獲得感應(yīng)電流的一般條件,通過后面的活動建議,了解電磁感應(yīng)的應(yīng)用。第三點(diǎn)主題則涉及到核心的兩個定律。其第一部分也是要求通過實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生自主歸納,得出結(jié)論,并能在具體的問題情境中,應(yīng)用楞次定律分析判斷感應(yīng)電流的方向。學(xué)生應(yīng)經(jīng)歷從實(shí)
6、驗(yàn)觀察到抽象歸納得出理論的過程,體驗(yàn)物理學(xué)的規(guī)律是怎樣得出來的。學(xué)生還應(yīng)知道楞次定律與右手定則的聯(lián)系,并能從能量的觀點(diǎn)分析楞次定律。第二部分“理解法拉第電磁感應(yīng)定律”,要求學(xué)生能應(yīng)用電磁感應(yīng)定律解釋一些生活和技術(shù)中的現(xiàn)象,要會用電磁感應(yīng)定律計算有關(guān)問題。標(biāo)準(zhǔn)的例1對本主題作了說明,即從力和能的觀點(diǎn)分析電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生反電動勢的現(xiàn)象,以加深對電磁感應(yīng)的理解,提高學(xué)生的應(yīng)用物理知識分析問題的能力。第四點(diǎn)主題的第一部分要求是“通過實(shí)驗(yàn),了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象”,屬“了解”水平。自感和渦流現(xiàn)象是常見的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來了解自感和渦流現(xiàn)象,知道是由于電流變化在自身電路或鄰近電路中產(chǎn)生的
7、電磁感應(yīng)現(xiàn)象即可。第二部分要求屬“了解”水平。學(xué)生應(yīng)舉例說明生活和生產(chǎn)中的自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象,不須詳細(xì)了解其結(jié)構(gòu)原理。同時應(yīng)知道生活與技術(shù)中是怎樣應(yīng)用自感與渦流現(xiàn)象的,又是怎樣避免其負(fù)面影響的。例2和例3分別給出了生活中應(yīng)用自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象的實(shí)例,連同在活動建議中所列舉的實(shí)例,應(yīng)用的例子是十分充足的。(4)例題說明例1:(2006廣東卷)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2l0、下弧長為2d0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。
8、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)做簡諧運(yùn)動分析:金屬線框進(jìn)入磁場時,由于穿過線框的磁通量增加,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律判斷電流的方向?yàn)榻饘倬€框離開磁場時,由于穿過線框的磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律判斷電流的方向?yàn)楦鶕?jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,金屬線框的機(jī)械能將逐漸減小,轉(zhuǎn)化為電能,如此往復(fù)擺動,最終金屬線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)擺動,由于d0L,滿足單擺運(yùn)動的條件,所以,最終為簡諧運(yùn)動解答:D例2:(2004上海卷)兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻
9、帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán)當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時,B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則AA可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小BA可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大CA可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小DA可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大分析:要產(chǎn)生B環(huán)中所示的電流,感應(yīng)磁場方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?,由楞次定律知A環(huán)內(nèi)的磁場應(yīng)向里增強(qiáng)或向外減弱,由安培定則可知BC正確解答:BC例3:(2003廣東卷)在圖甲所示區(qū)域(圖中直角坐標(biāo)系Oxy的1、3象限)內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于圖面向里,大小為B半徑為l,圓心角為60o的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點(diǎn)在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,導(dǎo)線框回路電阻為R。(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值
10、I0和交變感應(yīng)電流的頻率f。(2)在圖乙中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖像。(規(guī)定與圖甲中線框的位置相應(yīng)的時刻為t0)分析:要判斷電流與時間的關(guān)系,首先要分析電流的大小和方向變化的規(guī)律。由于涉及轉(zhuǎn)動切割,所以必須要注意感應(yīng)電動勢大小的計算方法。如果使用的是切割磁感線的公式:EBLv,則必須要注意,切割的速度不能使用端點(diǎn)的線速度,而必須要使用平均速度,即中點(diǎn)速度。而另一關(guān)鍵問題是電流的變化的頻率,由于線圈在轉(zhuǎn)動一圈的過程中,分別有2次進(jìn)磁場和出磁場,所以,電流的頻率應(yīng)是轉(zhuǎn)動頻率的2倍。解答:(1)在從圖甲位置開始(t0)轉(zhuǎn)過60o的過程中,經(jīng),轉(zhuǎn)角,回路的磁通量為:由法拉第電磁
11、感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢為:因勻速轉(zhuǎn)動,這就是最大的感應(yīng)電動勢,由閉合歐姆定律可求得: 前半圈和后半圈I(t)相同,故感應(yīng)電流頻率等于旋轉(zhuǎn)頻率的2倍: (2)圖線如圖丙所示:例4:(2005上海卷)如圖所示,A是長直密繞通電螺線管,小線圈B與電流表連接,并沿A軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A,能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是分析:通電螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的是勻強(qiáng)磁場,外部的磁場和條形磁鐵的磁場相似,故B從O點(diǎn)進(jìn)入螺線管時通過B的磁通量是增加的;進(jìn)入螺線管內(nèi)部后,由于是勻強(qiáng)磁場,通過B的磁通量不再變化,因而B中沒有感應(yīng)電流;當(dāng)B從螺線管內(nèi)部出來的過程,通過B的磁通量則是減小的,所以在B中
12、會產(chǎn)生一個和進(jìn)入時方向相反的感應(yīng)電流解答:C例5:(2006上海卷)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中,(1)為了明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,請?jiān)谌鐖D所示的實(shí)驗(yàn)器材中,選擇必要的器材,在圖中用實(shí)線連接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖;(2)將原線圈插入副線圈中,閉合電鍵,副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向 (填“相同”或“相反”)(3)將原線圈拔出時,副線圈中的感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向 (填“相同”或“相反”)分析:分析楞次定律問題主要抓住“增反減同”的規(guī)律解答:(1)如右圖 (2)相反 (3)相同例6:(2003上海卷)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,磁場方向垂直于線框平面,其邊界與正方
13、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的方向平移出磁場,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分析:在四個圖中,產(chǎn)生的電動勢大小均相等(E),回路電阻均為4r,則電路中電流亦相等(I)B圖中,ab為電源,UabI·3r3E/4,其他情況下,UabI·rE/4解答:B例7:(2003上海卷)如圖所示,OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌,O、C處分別接有短電阻絲(圖中用粗線表示),R14、R28(導(dǎo)軌其他部分電阻不計)導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程(單位:m)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下
14、,以恒定的速率v5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動到C點(diǎn),棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直,不計棒的電阻求:(1)外力F的最大值;(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時電阻絲R1上消耗的最大功率;(3)在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關(guān)系分析:由于金屬棒勻速運(yùn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電流與金屬棒接入的長度成正比,當(dāng)接入的長度最大時,感應(yīng)電流最大,此時安培力也達(dá)到最大,要維持勻速運(yùn)動,外力必然也達(dá)到最大;電流最大時,電阻消耗的功率也達(dá)到最大;根據(jù)金屬棒接入長度L與x的關(guān)系,通過電磁感應(yīng)的相關(guān)公式,就可得出I與t的關(guān)系解答:(1)金屬棒勻速運(yùn)動 F外F安 EBLv m 所以:Fmax0.3N(2)W
15、(3)金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間的長度隨時間變化 (m)且 xvt ,EBLv 所以 (A)例8:(2004廣東卷)如圖,在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ導(dǎo)軌間距離為l,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,它們的質(zhì)量和電阻分別為m1、m2和R1、R2兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,已知:桿1被外力拖動,以恒定的速度v0沿導(dǎo)軌運(yùn)動;達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動,導(dǎo)軌的電阻可忽略,求此時桿2克服摩擦力做功的功率。分析:由于兩根金屬桿最終都做勻速運(yùn)動,兩桿最后必然受力平衡。本題可以通過力平衡關(guān)系,求出兩桿的
16、力平衡關(guān)系式,然后通過能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,建立電功率與外力的總功率的等量關(guān)系式進(jìn)行求解。也可以使用閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,然后利用力平衡關(guān)系求出結(jié)果。而使用閉合電路歐姆定律解題時,要特別注意感應(yīng)電動勢的構(gòu)成,由于本題中,兩桿的切割方向相同,在電路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向必然相反,所以電路的總電動勢應(yīng)為兩桿所產(chǎn)生的電動勢之差,這也是在答卷中最多考生出錯的地方。解答:設(shè)桿2的運(yùn)動速度為v,由于兩桿運(yùn)動時,兩桿間和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E B l (v0v)感應(yīng)電流 桿2作勻速運(yùn)動,它受到的安培力等于它受到的摩擦力, B l I m2g導(dǎo)體桿2克服摩擦力做功的功率:
17、P m2gv解得:例9:(2003江蘇卷)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r00.10/m,導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離l0.20m,有隨時間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面,已知磁感強(qiáng)度B與時間t的關(guān)系為Bkt,比例系數(shù)k0.020T/s,一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直,在t0時刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?,求在t6.0s時金屬桿所受的安培力.分析:在t6.0s時,金屬桿以某一速度切割磁感線,產(chǎn)生電動勢E1BLv的同時,由于,磁場本身是以Bkt的關(guān)系
18、進(jìn)行變化,因此,還會產(chǎn)生電動勢,這是很多考生在處理問題時最容易遺漏的。解題的關(guān)鍵在于能準(zhǔn)確判斷出金屬桿在運(yùn)動過程中所產(chǎn)生的兩種電動勢,同時還須判斷這兩個電動勢所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向關(guān)系,若相同,則電路的總電動勢為EE1E2,若相反,則電路的總電動勢應(yīng)為EE1E2。本題的情況,可根據(jù)楞次定律判斷,兩電流方向相同。確定了感應(yīng)電動勢,再聯(lián)系牛頓定律、運(yùn)動學(xué)公式、閉合電路歐姆定律就可以解決本題。解答:以a表示金屬桿運(yùn)動的加速度,在t時刻,金屬桿與初始位置的距離此時桿的速度,這時,桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積SLl,回路中的感應(yīng)電動勢 而:Bkt , 回路的總電阻R2Lr0回路中的感應(yīng)電流作用于桿的安培力F
19、Bli解得 ,代入數(shù)據(jù)為F1.44×103N例10:(2005廣東卷)如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面,道軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧,兩棒的中間用細(xì)線綁住,它們的電阻均為R,回路上其余部分的電阻不計在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場開始時,導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)剪斷細(xì)線后,導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中A. 回路中有感應(yīng)電動勢B兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同C兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒D兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能不守恒分析:剪斷細(xì)線后,彈簧的作用使兩棒分離,穿過
20、回路的磁通量增大,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,但兩棒運(yùn)動方向相反,安培力的方向也相反,由于有感應(yīng)電流的產(chǎn)生,系統(tǒng)的機(jī)械能減小,向電能轉(zhuǎn)化,但系統(tǒng)沒有收到外力的作用影響,動量守恒解答:AD例11:(2002廣東卷)如圖所示,半徑為R、單位長度電阻為的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O勻強(qiáng)磁場垂直水平面方向向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動桿的電阻可以忽略不計,桿與圓環(huán)接觸良好某時刻,桿的位置如圖,aOb2,速度為v求此時刻作用在桿上安培力的大小分析:要求安培力,就要先求出感應(yīng)電流,而桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,要首先確定桿接入的長度,還要注意環(huán)的接入電阻解答:桿
21、切割磁感線時,ab部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBv(2Rsin)此時,弧acb和弧adb的電阻分別為:R12R(), R22R并聯(lián)后電阻 桿中的電流 作用在桿上的安培力 由以上各式解得 例13:(2002上海卷)如圖所示,兩條互相平行的光滑導(dǎo)軌位于水平面內(nèi),距離為l0.2m,在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R0.5的電阻,在x0處有一水平面垂直的均勻磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T一質(zhì)量為m0.1kg的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上,并以v02m/s的初速度進(jìn)入磁場,在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動,加速度大小為a2m/s2、方向與初速度方向相反設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且連接良好求:
22、(1)電流為零時金屬桿所處的位置;(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向;(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時F的方向與初速度v0取得的關(guān)系分析:題目涉及一個關(guān)鍵的運(yùn)動特征勻變速直線運(yùn)動第一問比較容易看到,速度為零時,電流則為零,可以通過運(yùn)動學(xué)公式解決同樣,速度最大時,電流也最大,而金屬桿的運(yùn)動是勻減速運(yùn)動,所以開始運(yùn)動的瞬間,電流最大,則可以求出最大電流以及電流是最大電流一半時的安培力,根據(jù)牛頓第二定律則可求出此時的外力根據(jù)牛頓第二定律方程,可求出F與v0的關(guān)系解答:(1)感應(yīng)電動勢EBlv, 所以 I0時,v0 則: 1m (2)最大電流 安培力 0.
23、02N 向右運(yùn)動時 Ffma Fmaf0.18N 方向與x正向相反 向左運(yùn)動時 Ffma Fmaf0.22N 方向與x正向相反 (3)開始時 vv0, 當(dāng)v010m/s時,F(xiàn)0 方向與x正向相反 當(dāng)v010m/s時,F(xiàn)0 方向與x正向相同例14:(2004上海卷)水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距為L,一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接;導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿,如圖所示;金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計,勻強(qiáng)磁場豎直向下用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運(yùn)動當(dāng)改變拉力的大小時,相對應(yīng)的勻速運(yùn)動速度v也會變化,v和F的關(guān)系如圖(取重力加速度g10m/s2)(1)金屬桿
24、在勻速運(yùn)動之前做什么運(yùn)動?(2)若m0.5kg,L0.5m,R0.5;磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?(3)由vF圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?分析:桿最終勻速運(yùn)動時,外力必然與安培力相等,而沒有達(dá)到勻速之前,安培力隨電流的增大而增大,因而合力越來越小,所以加速度也越來越小勻速時,合力為零,而金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,利用平衡關(guān)系,可以建立直線方程,通過圖線的數(shù)據(jù),就可以解決問題解答:(1)加速度越來越小的加速直線運(yùn)動(2)感應(yīng)電動勢 EBlv,感應(yīng)電流 安培力 由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用,勻速時,合力為零, 由圖線可以得到直線的斜率 k2,而 ,即:T(3)由圖線的直線方程
25、: 可知 直線的截距為 m/s 可以求出金屬桿所受到的阻力f,代入數(shù)據(jù)可得:f 2N例15:(2006廣東卷)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直向上的勻強(qiáng)磁場中,有一上、下兩層均與水平面平行的“U”型光滑金屬導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿A1和A2,開始時兩根金屬桿位于同一豎起面內(nèi)且桿與軌道垂直。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H,導(dǎo)軌寬為L,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,金屬桿單位長度的電阻為r?,F(xiàn)有一質(zhì)量為的不帶電小球以水平向右的速度v0撞擊桿A1的中點(diǎn),撞擊后小球反彈落到下層面上的C點(diǎn)。C點(diǎn)與桿A2初始位置相距為S。求:(1)回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值;(2)整個運(yùn)動過程中感應(yīng)電流最多
26、產(chǎn)生了多少熱量;(3)當(dāng)桿A2與桿A1的速度比為1:3時,A2受到的安培力大小。分析:碰撞模型是動量守恒定律應(yīng)用的基本模型,題目所展現(xiàn)的物理過程首先是小球碰撞A1桿,在此碰撞過程,必然出現(xiàn)動量守恒的運(yùn)算。碰撞后,小球反向平拋運(yùn)動,而A1桿則獲得切割磁感線的初速度,因此,第二階段就要分兩個部分進(jìn)行分析。題目的第一問顯然就涉及了動量守恒、平拋運(yùn)動和電磁感應(yīng)三方面的運(yùn)算,但這三個點(diǎn)都是最基本的模型。第二問則涉及到兩桿運(yùn)動的相互作用,就必然出現(xiàn)兩桿相互作用過程的動量守恒和能量守恒,理順關(guān)系,就可以建立方程。第三問所涉及的是在兩桿相互作用過程之中的一個特定的狀態(tài),求安培力的關(guān)鍵是求出感應(yīng)電流,而求感應(yīng)電
27、流就必須先求感應(yīng)電動勢,由于兩桿同時運(yùn)動,則必須考慮兩桿所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的關(guān)系,同樣,求電動勢就要找出速度,題目只給出比例關(guān)系,所以還要靠動量守恒的關(guān)系進(jìn)行求解。通過逆向的分析,問題就可以迎刃而解了。解答:(1)小球撞擊桿瞬間動量守恒,之后作平拋運(yùn)功設(shè)小球碰撞后速度大小為v1,桿獲 得速度大小為v2 ,則v0v1 + mv2 S v l t H g t 2 v2 (v0S ) 桿在磁場中運(yùn)動,其最大電動勢為E1BLv2 最大電流I max I max (2)兩金屬桿在磁場中運(yùn)動始終滿足動量守恒兩桿最終速度相同,設(shè)為v mv22mv Qmv22×2mv2 Q m(v0 +S )2 (
28、3)設(shè)桿A2和A1的速度大小分別為v和3v mv2mv+ m3v 由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E2BL(3 v一v) I 安培力FBIL F (v0S )例16:(2005上海卷)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37o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(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小;(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,求該速度的大小;(3)在上問中,若R2,金屬棒中的電流方向由
29、a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向(g10m/s2,sin37o0.6,cos37o0.8)解答:(1)金屬棒開始下滑的初速度為零,根據(jù)牛頓第二定律 mgsinmgcosma 由式解得: a4m/s2 (2)設(shè)金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡 mgsinmgcosF0 此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率 FvP 由兩式解得 m/s (3)設(shè)電路中電流為I,兩導(dǎo)軌間金屬棒長為l,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B PI2R 由兩式解得 T 磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上例17:(2006上海卷)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相
30、連,勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等,與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動,當(dāng)上滑的速度為v時,受到安培力的大小為F此時A電阻R1消耗的熱功率為Fv/3B電阻R2消耗的熱功率為Fv/6C整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為mgvcosD整個裝置消耗的機(jī)械功率為(Fmgcos)v解答:BCD例18:(2006上海卷)如圖所示,將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場時的速度剛好是進(jìn)人磁場時速度的一半,線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度,
31、然后落下并勻速進(jìn)人磁場整個運(yùn)動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求:(1)線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場時的速度v2;(2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1;(3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q解答:(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場的瞬間解得: (2)線框從離開磁場至上升到最高點(diǎn)的過程線框從最高點(diǎn)回落至進(jìn)入磁場瞬間解得: (3)線框在向上通過磁場過程中v02v1所以: 二、本章的測試題(1)雙向細(xì)目表知識點(diǎn)題號知識技能目標(biāo)體驗(yàn)性要求了解認(rèn)識理解應(yīng)用獨(dú)立操作經(jīng)歷反應(yīng)領(lǐng)悟磁通量1楞次定律2法拉第電磁感應(yīng)定律3楞次定律4法拉第電磁感應(yīng)定律5楞次定律6電磁感應(yīng)現(xiàn)象7自感、
32、渦流8楞次定律9電磁感應(yīng)現(xiàn)象10楞次定律11楞次定律12磁通量13法拉第電磁感應(yīng)定律1415161718(2)A卷(由廣州市西關(guān)培英中學(xué)周啟斌提供)(3)B卷后附(由廣州市第41中學(xué)曾靜恩提供)電磁感應(yīng)第一部分選擇題(共40分)一本題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有的小題只有一個選項(xiàng)正確,有的小題有多個選項(xiàng)正確。全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯的或不答的得0分。1關(guān)于磁通量的說法,正確的是A在磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù),就叫穿過這個面積的磁通量B在磁場中只有垂直穿過某一面積的磁感線條數(shù),才叫穿過這個面積的磁通量C在磁場中某一面積與該磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積,就
33、叫穿過這個面積的磁通量D在磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)與該面積的比值叫磁通量2如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一根磁鐵,磁鐵正下方不遠(yuǎn)處的水平面上放一個質(zhì)量為m,電阻為R的閉合線圈將磁鐵慢慢托起到彈簧恢復(fù)原長時放開,磁鐵開始上下振動,線圈始終靜止在水平面上,不計空氣阻力,則以下說法正確的是A磁鐵做簡諧運(yùn)動B磁鐵最終能靜止C在磁鐵振動過程中線圈對水平面的壓力有時大于mg,有時小于mgD若線圈為超導(dǎo)線圈,磁鐵最終也能靜止3單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動在轉(zhuǎn)動的過程中,線框中的最大磁通量為m,最大感應(yīng)電動勢為Em,則下列說法中正確的是A當(dāng)穿過線框的磁通量為零時,線框中感應(yīng)
34、電動勢也為零B當(dāng)穿過線框的磁通量減小時,線框中感應(yīng)電動勢在增大C當(dāng)穿過線框的磁通量等于0.5m時,線框中感應(yīng)電動勢為0.5EmD線框轉(zhuǎn)動的角速度等于Emm4如圖所示,ef、gh為兩水平放置相互平衡的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時,關(guān)于兩金屬棒的運(yùn)動情況的描述正確的是A如果下端是N極,兩棒向外運(yùn)動;如果下端是S極,兩棒相向靠近B如果下端是S極,兩棒向外運(yùn)動;如果下端是N極,兩棒相向靠近C不管下端是何極,兩棒均向外互相遠(yuǎn)離D不管下端是何極,兩棒均互相靠近5豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌,其電阻不計,磁場方向如圖所示,B0.5T,導(dǎo)體捧ab與cd
35、長均為0.2m,電阻均為0.l,重均為0.1N,現(xiàn)用力向上拉導(dǎo)體棒ab,使之勻速向上(與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌足夠長),此時,導(dǎo)體棒cd恰好靜止,那么導(dǎo)體棒ab上升時,下列說法中正確的是A導(dǎo)體棒ab受到的拉力大小為2NB導(dǎo)體棒ab向上的速度為0.2m/sC在2s內(nèi),拉力做功轉(zhuǎn)化電能的是0.4JD在2s內(nèi),拉力做功為0.6J6平面上的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著光滑導(dǎo)體棒ab、cd,兩棒用細(xì)線系住,勻強(qiáng)磁場的方向如圖甲所示而磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化圖線如圖乙所示,不計ab、cd間電流的相互作用,則細(xì)線中的張力A由0到t0時間內(nèi)逐漸增大B由0到t0時間內(nèi)逐漸減小C由0到t0時間內(nèi)不變D由t0到t時間
36、內(nèi)逐漸增大7如圖所示,閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)的光滑曲面上端無初速滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,水平方向的磁場與光滑曲面垂直,則A若是勻強(qiáng)磁場,環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于hB若是勻強(qiáng)磁場,環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于hC若是非勻強(qiáng)磁場,環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于hD若是非勻強(qiáng)磁場,環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h8如圖所示,L為一自感系數(shù)很大的有鐵芯的線圈,電壓表與線圈并聯(lián)接入電路,在下列哪種情況下,有可能使電壓表損壞(電壓表量程為3V)A開關(guān)S閉合的瞬間B開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定時C開關(guān)S斷開的瞬間D以上情況都有可能損壞電壓表9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)有一垂直紙面向里變化的勻強(qiáng)磁場,螺線
37、管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán),導(dǎo)體abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下圖中哪一圖線所表示的方式隨時間變化時,導(dǎo)體圓環(huán)受到向上的磁場作用力10如圖所示,在兩根平行長直導(dǎo)線M、N中,通以同方向,同強(qiáng)度的電流,導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi),線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向,自右向左在兩導(dǎo)線問勻速移動,在移動過程中,線框中感應(yīng)電流的方向A沿abcda不變B沿dcbad不變C由abcda變成dcbadD由dcbad變成abcda第二部分非選擇題(共110分)二本題共8小題,共110分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須
38、明確寫出數(shù)值和單位。11(9分)某同學(xué)用如圖所示裝置研究感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁場的關(guān)系已知電流從a接線柱流入電流表時,電流表指針右偏實(shí)驗(yàn)時,磁場方向、磁鐵運(yùn)動情況及電流表指針偏轉(zhuǎn)情況都記錄在下表中(1)由實(shí)驗(yàn)1、3得出的結(jié)論是 (2)由實(shí)驗(yàn)2、4得出的結(jié)論是 (3)由實(shí)驗(yàn)1、2、3、4得出的結(jié)論是 實(shí)驗(yàn)序號磁場方向磁鐵運(yùn)動情況指針偏轉(zhuǎn)情況1向下插入右偏2向下拔出左偏3向上插入左偏4向上拔出右偏12(11分)如圖所示是三個成功的演示實(shí)驗(yàn),回答下列問題(1)在實(shí)驗(yàn)中,電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是 (2)電流表指針偏轉(zhuǎn)跟感應(yīng)電動勢的大小的關(guān)系是 (3)第一個成功實(shí)驗(yàn)(圖a)中,將條形磁鐵從同一高
39、度插入線圈中,快速插入和慢速插入有什么量是相同的,什么量是不同的?(4)從三個成功的演示實(shí)驗(yàn)可歸納出的結(jié)論是: 13(12分)如圖所示,線圈從條形磁鐵附近正上方自由下落,并依次經(jīng)過a、b、c三個位置,且a、c對稱,試判斷線圈a、b、c三處的加速度大小與重力加速度大小的關(guān)系14(15分)如圖所示,在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T的勻強(qiáng)磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ,導(dǎo)軌的電阻忽略不計在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R0.3的電阻,導(dǎo)軌上跨放著一根長為L0.2m,每米長電阻r2.0/m的金屬棒ab,金屬棒與導(dǎo)軌正交,交點(diǎn)為c、d當(dāng)金屬棒以速度v4.0m/s
40、向左做勻速運(yùn)動時,試求:(1)電阻R中的電流強(qiáng)度大小和方向;(2)使金屬棒做勻速運(yùn)動的外力;(3)金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢差15(15分)如圖所示,豎直平行導(dǎo)軌上端足夠長,相距d,處在垂直于導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B導(dǎo)體桿bc和ef質(zhì)量均為m,電阻均為R(其余電阻均不計),桿身與導(dǎo)軌垂直,bc固定在導(dǎo)軌上,ef緊貼導(dǎo)軌與導(dǎo)軌接觸良好用豎直向上的力F拉ef從靜止開始向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動(1)推導(dǎo)力F的功率隨時間變化的關(guān)系;(2)討論導(dǎo)軌對bc桿豎直方向的作用力隨時間變化的關(guān)系(不計水平方向的作用力)16(16分)如圖所示,固定在水平面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)
41、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t0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增量為k,同時保持靜止求棒中的感應(yīng)電流,并說明方向(2)在上述(1)情景中,始終保持棒靜止,當(dāng)tt1s末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大?(3)若從t0時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動時,可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時間變化?(寫出B與t的關(guān)系式)17(16分)如圖甲所示,不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置,框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0T,有一導(dǎo)體桿
42、AC橫放在框架上,其質(zhì)量為m0.10kg,電阻為R4.0?,F(xiàn)用細(xì)繩栓住導(dǎo)體桿,細(xì)繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連,物體D的質(zhì)量為M0.30kg,電動機(jī)的內(nèi)阻為r1.0。接通電路后,電壓表的示數(shù)恒為U8.0V,電流表的示數(shù)恒為I1.0A,電動機(jī)牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于EF向右運(yùn)動,其運(yùn)動的位移時間圖像如圖乙所示。取g10m/s2。求:(1)勻強(qiáng)磁場的寬度;(2)導(dǎo)體桿在變速運(yùn)動階段產(chǎn)生的熱量。18(16分)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T,磁場寬度L3m,一正方形金屬框邊長abl1m,每邊電阻r0.2,金屬框以v10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),其平
43、面始終保持與磁感線方向垂直,如圖所示,求:(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的It圖線。(要求寫出作圖依據(jù))(2)畫出ab兩端電壓的Ut圖線。(要求寫出作圖依據(jù))參考答案一、選擇題題號12345678910答案ABCDBCDCBBCCCB二、非選擇題11(1)穿過閉合電路的磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反(2)穿過閉合電路的磁通量減小時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同(3)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化12(1)穿過閉合電路的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流(2)由歐姆定律,當(dāng)電路中總電阻一定時,感應(yīng)電流越大,感應(yīng)電動勢越大(3)磁通
44、量變化相同;磁通量變化的快慢不同(4)閉合電路中磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路磁通量變化率成正比,即13線圈受到重力的電磁阻力作用,由于線圈自由下落,其速度關(guān)系是vavbvc在位置b,穿過線圈的磁通量沒有變化,沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流,有abg在a、c兩處,由于穿過線圈的磁通量有變化,由速度關(guān)系可知,在c處比在a變化快,所以在c處產(chǎn)生的感應(yīng)電流比在a處的大,由于磁場的安培力作用,aag,acg且acaa故加速度的關(guān)系為:acaaabg14(1)EBhv,A,方向?yàn)椋海?)F外F安BIh0.02N,方向向左(3)EabBLv,UabEabIhr0.32V15桿
45、ef受重力mg、拉力F、安培力f做勻加速運(yùn)動,有 Fmgfma其中安培力 它的運(yùn)動速度vat,拉力F的功率P隨時間變化桿bc受兩根平行導(dǎo)軌的拉力F桿(方向向上)和重力及安培力(方向向上),處于靜止拉力:開始時,安培力較小,拉力F桿0,方向向上;某時刻(),F(xiàn)桿0,隨時間推移,安培力增大,F(xiàn)桿0,方向變?yōu)橄蛳?6(1)感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流,方向?yàn)槟鏁r針方向(2)tt1(s)時,BB0kt1,F(xiàn)BIl 所以(3)要棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則總磁通量不變 ,所以17(1)由圖可知,在t1.0s后,導(dǎo)體桿做勻速運(yùn)動,且運(yùn)動速度大小為:此時,對導(dǎo)體AC和物體D受力分析,有:,;對電動機(jī),由能量關(guān)系,有:由以
46、上三式,可得:,再由、及,得:(或由及求解)(2)對于導(dǎo)體AC從靜止到開始勻速運(yùn)動這一階段,由能量守恒關(guān)系對整個系統(tǒng),有:而: 得: 18(1)線框進(jìn)入磁場區(qū)時:,方向沿逆時針,即沿abcda方向;感應(yīng)電流持續(xù)的時間:線框在磁場中運(yùn)動時:,無電流持續(xù)的時間: 線框穿出磁場區(qū)時: ,此電流的方向?yàn)轫槙r針,即沿dcbad方向;感應(yīng)電流持續(xù)的時間:規(guī)定電流方向逆時針為正,得It圖線如右圖所示。(2)線框進(jìn)入磁場區(qū)ab兩端的電壓:線框在磁場中運(yùn)動時,ab兩端電壓等于感應(yīng)電動勢: 線框出磁場區(qū)時,ab兩端的電壓:由此得Ut圖線如圖8(丙)所示。B卷電磁感應(yīng)班級 姓名 學(xué)號 成績第一部分選擇題(共40分)
47、一本題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有的小題只有一個選項(xiàng)正確,有的小題有多個選項(xiàng)正確。全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯的或不答的得0分。1關(guān)于磁通量的說法,正確的是A磁通量是表示磁場強(qiáng)弱的物理量B在勻強(qiáng)磁場中,某一面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫通過這一面積的磁通量C在勻強(qiáng)磁場中,垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的某一面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫通過這一面積的磁通量D磁通量越大時,磁通量的變化量也必然越大2如圖所示,兩個相同的鋁環(huán)套在一根無限長的光滑桿上,將一條行磁鐵向左插入鋁環(huán)(未穿出)的過程中,兩環(huán)的運(yùn)動情況是A同時向左運(yùn)動,距離增大 B同時向左運(yùn)動,距離不變C同時向左運(yùn)動,
48、距離變小 D同時向右運(yùn)動,距離增大3如圖所示,MN和PQ為平行的水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻不計,ab、cd為兩根質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌,導(dǎo)體棒有一定電阻,整個裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,原來兩導(dǎo)圖7體棒都靜止,當(dāng)ab棒受到瞬時沖量而向右以速度v0運(yùn)動后,(設(shè)導(dǎo)軌足夠長,磁場范圍足夠大,兩棒不相碰) Acd棒先向右做加速運(yùn)動,然后做減速運(yùn)動Bcd向右作勻加速運(yùn)動Cab棒和cd棒最終將以v0/2的速度勻速向右運(yùn)動D從開始到ab、cd都作勻速運(yùn)動為止,在兩棒的電阻上消耗的電能是mv0/44如圖所示,MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線,電流方向向上今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上,讓線框的位置
49、偏向?qū)Ь€的左邊,兩者彼此絕緣當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時,線框整體受力情況為A受力向右 B受力向左C受力向上 D受力為零5豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌,其電阻不計,磁場方向如圖所示,磁感強(qiáng)度B=0.5T,導(dǎo)體ab及cd長均為0.2m,電阻均為0.1,重均為0.1N,現(xiàn)用力向上推動導(dǎo)體ab,使之勻速上升(與導(dǎo)軌接圖6觸良好),此時,cd恰好靜止不動,那么ab上升時,下列說法正確的是Aab受到的推力大小為2NBab向上的速度為2m/sC在2s內(nèi),推力做功轉(zhuǎn)化為電能的是0.4JD在2s內(nèi),推力做功為0.6J6如圖所示,A線圈接一靈敏電流計,B線框放在勻強(qiáng)磁場中,B線框的電阻不計,具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無
50、摩擦滑動,今用一恒力F向右拉CD由靜止開始運(yùn)動,B線框足夠長,則通過電流計中的電流方向和大小變化是AG中電流向上,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)BG中電流向下,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)CG中電流向上,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零DG中電流向下,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零7如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U2A若飛機(jī)從西往東飛,U1比U2高B若飛機(jī)從東往西飛,U1比U2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,U1比U2高8高頻焊接原理示意如圖所示,線圈通以高頻交流電,金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳
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