法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課

1、第四章第四章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課山西大同同煤一中第一模塊第一模塊電路電路問(wèn)題問(wèn)題答答案案 vRabr例題例題1 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)棒，當(dāng)棒ab以速度以速度v向右勻速運(yùn)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)求：動(dòng)時(shí)求：（1）產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；）產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；（2）回路電流；）回路電流；（4）回路消耗）回路消耗總功率總功率和和ab 棒消耗的功率；棒消耗的功率；（3）ab 兩端的電壓兩端的電壓；（5）在）在 t 時(shí)間內(nèi)流過(guò)時(shí)間內(nèi)流過(guò) R 的電荷量；的電荷量；(1)EBlv(2)Bl

2、IRrv(3)baBlURRrv2 222(4)abB lBlPPrRrRr，（）vv總(5)BlqtRrv答答案案練習(xí)練習(xí)1：如圖，邊長(zhǎng)為如圖，邊長(zhǎng)為 L 均勻的正方形金屬框架均勻的正方形金屬框架 abcd 總電總電阻為阻為 R，框架以速度，框架以速度 v 向右勻速平動(dòng)，經(jīng)過(guò)磁感強(qiáng)度為向右勻速平動(dòng)，經(jīng)過(guò)磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求下列三種情況的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求下列三種情況 ab 之間的電勢(shì)差。之間的電勢(shì)差。(1) Uab=3BLv/4；(1) 只有只有ab進(jìn)入磁場(chǎng)；進(jìn)入磁場(chǎng)；(2) 線(xiàn)框全部進(jìn)入磁場(chǎng)；線(xiàn)框全部進(jìn)入磁場(chǎng)；(3) 只有只有ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)。邊離開(kāi)磁場(chǎng)。abcdv(2) Uab=BLv；(

3、3) Uab=BLv/4；答答案案練習(xí)練習(xí)2：如圖所示，長(zhǎng)如圖所示，長(zhǎng) L1 寬寬 L2的矩形線(xiàn)圈電阻為的矩形線(xiàn)圈電阻為R，處于，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線(xiàn)圈與磁感線(xiàn)垂直，現(xiàn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線(xiàn)圈與磁感線(xiàn)垂直，現(xiàn)將線(xiàn)圈以向右的速度將線(xiàn)圈以向右的速度 v 勻速勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，求：拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，求：（1）線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量；）線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量；（2）通過(guò)線(xiàn)圈某一橫截面的電荷量。）通過(guò)線(xiàn)圈某一橫截面的電荷量。BvL2L12221(1)B L LvQR12(2)BL LEqI ttRR 答答案案練習(xí)練習(xí)3：（變式）：（變式）如圖所示，矩形線(xiàn)框先后以如圖所示，矩形線(xiàn)框先后以不

4、同不同的速度的速度v1和和 v2勻速地勻速地完全完全拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。設(shè)線(xiàn)框電阻為拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。設(shè)線(xiàn)框電阻為R，且兩次的始末位置相同，求：且兩次的始末位置相同，求：(1) 通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電量之比；通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)截面的電量之比；(3) 兩次拉出過(guò)程產(chǎn)生熱量之比；兩次拉出過(guò)程產(chǎn)生熱量之比；(2) 兩次拉出過(guò)程中電流的功率之比。兩次拉出過(guò)程中電流的功率之比。Bv（1）q1 :q2 =1:1（2） P1:P2= v12 : v22（3） W1:W2 = v1:v2變式變式1：和上題第（：和上題第（1）（）（2）（）（3）問(wèn)屬同類(lèi)型題）問(wèn)屬同類(lèi)型題 導(dǎo)學(xué)案導(dǎo)學(xué)案P31第第3題；題；P32 第第7題、題、8

5、、9題；題；P35 第第1題題 ；P43 第第5題；題；P45 問(wèn)題三第問(wèn)題三第2題題 ； P46 基礎(chǔ)鞏固第基礎(chǔ)鞏固第1、2題題變式變式2：和上題第（：和上題第（4）（）（5）問(wèn)屬同類(lèi)型題）問(wèn)屬同類(lèi)型題 導(dǎo)學(xué)案導(dǎo)學(xué)案P32 第第4題、第題、第6題；題；P33 第第10題題 ；P35 第第2題；題；P45 問(wèn)題三問(wèn)題三第第2題題 第二模塊第二模塊動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題問(wèn)題例題例題2 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)棒，當(dāng)棒ab以速度以速度v向右勻速運(yùn)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：動(dòng)時(shí)，求： vRab

6、r（1）棒棒 ab 受到的安培力為多大？受到的安培力為多大？（2）要使棒要使棒 ab 勻速運(yùn)動(dòng)，至少要施勻速運(yùn)動(dòng)，至少要施加多大的外力，方向如何？加多大的外力，方向如何？ （3）整個(gè)回路中消耗的電能從哪里整個(gè)回路中消耗的電能從哪里轉(zhuǎn)化來(lái)的，它們之間有什么樣轉(zhuǎn)化來(lái)的，它們之間有什么樣的關(guān)系？的關(guān)系？答案答案2 2(1)B lFRr安v2 2(2)B lFFRr安， 向右v(3)= = WWQ外力安外力做功，熱單桿受恒力單桿受恒力作用的模型作用的模型答案答案變式變式1 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感

7、應(yīng)強(qiáng)度為B，且，且 ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，開(kāi)始，開(kāi)始靜靜止止，當(dāng)受到一個(gè)向右，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力恒力F的作用，求：的作用，求： vRabr（1） ab棒將如何運(yùn)動(dòng)？棒將如何運(yùn)動(dòng)？（2） ab棒能否達(dá)到最大速度？為多棒能否達(dá)到最大速度？為多少？這時(shí)少？這時(shí)ab棒兩端的電壓為多棒兩端的電壓為多少？少？（3） ab棒的速度達(dá)到最大值前，外棒的速度達(dá)到最大值前，外力做功功率與回路的電功率有力做功功率與回路的電功率有什么樣的關(guān)系？什么樣的關(guān)系？（1）加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；2 2()(2)mabF RrB lFRUBl是，v（3）P外外P電，電，W外外=Q熱熱+EK練習(xí)練習(xí) 如圖所示，如圖所示， B

8、0.2 T 與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度與導(dǎo)軌垂直向上，導(dǎo)軌寬度L1m，30，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒，電阻可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為質(zhì)量為m0.2 kg，其電阻，其電阻R0.1 ，跨放在，跨放在U形框架上，并能無(wú)摩形框架上，并能無(wú)摩擦的滑動(dòng)，求：擦的滑動(dòng)，求：（1）導(dǎo)體棒）導(dǎo)體棒 ab 下滑的最大速度下滑的最大速度 vm；abB（2）在最大速度）在最大速度 vm時(shí)，時(shí)，ab上消耗的電功上消耗的電功率。率。答案答案(1) vm=2.5 m/s(2) Pm=2.5 W例題例題3 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)

9、磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且，且 ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，某時(shí)刻，某時(shí)刻給它一個(gè)水平向右為給它一個(gè)水平向右為 v0 的初速度，求：的初速度，求： v0Rabr (1) 分析分析ab棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況；棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況；(2) ab棒棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度；答案答案：（：（1）做）做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)答答案案2 20(2)()B lam Rrmv(3) ab棒棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度和最小速度；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度和最小速度；(4) 整個(gè)過(guò)程中電阻整個(gè)過(guò)程中電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱；上產(chǎn)生的焦耳熱；例題例題3 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)

10、體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且，且 ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，某時(shí)刻，某時(shí)刻給它一個(gè)水平向右為給它一個(gè)水平向右為 v0 的初速度，求：的初速度，求： v0Rabr答案答案：（：（3）最大速度為）最大速度為v0，最小速度為，最小速度為 0答答案案20(4)2()RmQRrv練習(xí)練習(xí)1：如圖，一正方形閉合線(xiàn)框如圖，一正方形閉合線(xiàn)框abcd，每邊長(zhǎng)為，每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總，總電阻為電阻為R，總質(zhì)量為，總質(zhì)量為m. 將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方一定高度處，線(xiàn)框由靜止自由下落勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方一

11、定高度處，線(xiàn)框由靜止自由下落 (1) 試分析：從試分析：從 cd 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，之后的運(yùn)動(dòng)情況。邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，之后的運(yùn)動(dòng)情況。(2) 若此時(shí)線(xiàn)框加速度若此時(shí)線(xiàn)框加速度恰好為零恰好為零，求線(xiàn)框下落的高度，求線(xiàn)框下落的高度h h所應(yīng)滿(mǎn)足的條件所應(yīng)滿(mǎn)足的條件。答案答案(1)共三種情況； 2244(2)2m gRhB L答案答案練習(xí)練習(xí)2：（變式）：（變式）如圖，一正方形閉合線(xiàn)框如圖，一正方形閉合線(xiàn)框abcd，每邊長(zhǎng)，每邊長(zhǎng)為為L(zhǎng)，總電阻為，總電阻為R，總質(zhì)量為，總質(zhì)量為m. 將其置于水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)將其置于水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方上方h高度處，線(xiàn)框由靜止自由下落高度處，線(xiàn)框由靜止自由下落 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度為B的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為 2L。已知。已知ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框恰好做邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，求：勻速運(yùn)動(dòng)，求：（1）cd 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度。邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框的速度。（2）線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的焦耳熱。線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的焦耳熱。abcdLL2LhB222044(1)2m g RgLB Lv32244(2)(3 )2m g RQmg hLB L第三模塊第三模塊能量能量問(wèn)題問(wèn)題答案答案例題例題4 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B，且，且

13、ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，開(kāi)始，開(kāi)始靜靜止止，當(dāng)受到一個(gè)向右，當(dāng)受到一個(gè)向右恒力恒力F的作用，運(yùn)的作用，運(yùn)動(dòng)位移為動(dòng)位移為 x 時(shí)，速度達(dá)到時(shí)，速度達(dá)到最大值最大值，求：，求：（1）這一過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱這一過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？為多少？ vRabr（2） 該過(guò)程中，該過(guò)程中，ab 產(chǎn)生的焦耳熱又產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？為多少？（3）在上述過(guò)程中，通過(guò)回路某一在上述過(guò)程中，通過(guò)回路某一橫截面的電量為多少？橫截面的電量為多少？224 4()(1)2mFRrQFxB l熱224 4()(2)2abmFRrrQFxB lRr(3)BlxqRrRr答案答案練習(xí)：練習(xí)：如圖所示如圖所示,電阻

14、為電阻為 R 的矩形線(xiàn)框，長(zhǎng)為的矩形線(xiàn)框，長(zhǎng)為 l，寬為，寬為 a，在外力作用下，以速度在外力作用下，以速度 v 向右勻速運(yùn)動(dòng)，求在下列兩種情向右勻速運(yùn)動(dòng)，求在下列兩種情況通過(guò)寬度為況通過(guò)寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程中，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程中，外力所做的功外力所做的功： (a) l d 時(shí)時(shí)(a)W=2B2a2 l v/R(b)W=2B2a2 d v/Rdlavlavd答案答案變式變式1 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且，且 ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，開(kāi)始，開(kāi)始

15、靜靜止止，當(dāng)受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率當(dāng)受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率 P 保保持恒定，持恒定，求：求： vRabr（1） ab 將如何運(yùn)動(dòng)？將如何運(yùn)動(dòng)？（2） ab 的最大速度是多少？這時(shí)的最大速度是多少？這時(shí) ab 兩端的電壓為多少？?jī)啥说碾妷簽槎嗌伲?1) 做加速度a減小的加速運(yùn)動(dòng);1(2)()mabPP Rr URBlRr，v答案答案變式變式2 定值電阻定值電阻 R，導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒ab電阻電阻 r，水平光滑導(dǎo)軌間距，水平光滑導(dǎo)軌間距 l ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且，且 ab 棒質(zhì)量為棒質(zhì)量為 m，開(kāi)始，開(kāi)始靜靜止止，當(dāng)受到一水平向右拉力的作用

16、，若拉力的功率當(dāng)受到一水平向右拉力的作用，若拉力的功率 P 保保持恒定，若持恒定，若 ab 向右運(yùn)動(dòng)時(shí)間為向右運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t 時(shí)，速度達(dá)到時(shí)，速度達(dá)到最大值最大值，求：求：（1） 這個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳這個(gè)過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？熱為多少？（2）電阻電阻 R 產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？ vRabr22 21()(1)22mmP RrQPtmvPtB l熱2 2()(2)2RmP RrRQPtB lRr第四模塊第四模塊圖象圖象問(wèn)題問(wèn)題例題例題1：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，磁場(chǎng)寬度，磁場(chǎng)寬度L，一，一正方形金屬框邊長(zhǎng)為正方形金屬框邊長(zhǎng)為l，且，且

17、L = 3l，總電阻為，總電阻為 R，金屬框，金屬框以速度以速度 v 勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示，求：勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示，求：（1）畫(huà)出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)）畫(huà)出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的電流的 i-t 圖線(xiàn)；圖線(xiàn)；（2）畫(huà)出）畫(huà)出 ab 兩端電壓的兩端電壓的 U- t 圖線(xiàn)。圖線(xiàn)。dabclLitBlvRBlvRlv3lv變式變式1：如圖所示，上底為如圖所示，上底為 l、下底為、下底為 3l、高為、高為 2l 的等的等腰梯形導(dǎo)線(xiàn)框，以速度腰梯形導(dǎo)線(xiàn)框，以速度 v 勻速穿過(guò)寬為勻速穿過(guò)寬為 l 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度為為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，試作出線(xiàn)框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，試作出線(xiàn)框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的化的it圖象。線(xiàn)框的電阻為圖象。線(xiàn)框的電阻為R