高中物理 第4章 電磁感應(yīng)章末小結(jié)4 新人教版選修3-2

【成才之路】-學(xué)年高中物理第4章電磁感應(yīng)章末小結(jié)41．(·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ，16)如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d<L)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。下列v－t圖象中，可能正確描述上述過(guò)程的是()答案：D解析：該題考查電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題，關(guān)鍵要把圖象和運(yùn)動(dòng)過(guò)程結(jié)合起來(lái)。線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中有eq\f(B2L2v,R)＝ma，加速度逐漸減小，當(dāng)全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，出磁場(chǎng)的過(guò)程中仍然做速度減小的變速運(yùn)動(dòng)，D正確。2．(·北京理綜，17)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2。則通過(guò)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(chǎn)→c,2:1C．a(chǎn)→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?yàn)镹→M，則電阻R中的電流方向?yàn)閍→c。根據(jù)E＝BLv，可得E1∶E2＝1∶2，選項(xiàng)C正確。3．(·安徽理綜，16)如圖所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1Ω。一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2kg，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)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(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問(wèn)題和能量問(wèn)題。當(dāng)燈泡穩(wěn)定發(fā)光后，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件進(jìn)行分析。物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(xiàng)正確。4．(·浙江理綜，15)磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測(cè)線圈。當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其E－t關(guān)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(guān)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(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為E0，所用時(shí)間為t0；當(dāng)刷卡速度變?yōu)閑q\f(v0,2)時(shí)，根據(jù)E＝Blv可知，此時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E＝eq\f(E0,2)，由于刷卡器及卡的長(zhǎng)度未變，故刷卡時(shí)間變?yōu)?t0，故選項(xiàng)D正確。5．(·江蘇單科，13)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直。已知線圈的匝數(shù)N＝100，邊長(zhǎng)ab＝1.0m、bc＝0.5m，電阻r＝2Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～1s內(nèi)從零均勻變化到0.2T。在1～5s內(nèi)從0.2T均勻變化到－0.2T，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向。求：(1)0.5s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E和感應(yīng)電流的方向；(2)在1～5s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q；(3)在0～5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。[答案](1)10V；方向?yàn)閍→d→c→b→a(2)10C(3)100J[解析](1)根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jù)得E＝10V，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a(2)同理可得E′＝Neq\f(ΔB2S,Δt2)，感應(yīng)電流I2＝eq\f(E′,r)，電量q＝I2Δt2解得q＝Neq\f(ΔB2S,r)，代入數(shù)據(jù)得q＝10C(3)0～1s內(nèi)的焦耳熱Q1＝Ieq\o\al(2,1)rΔt1，且I1＝eq\f(E1,r)，1～5s內(nèi)的焦耳熱，Q2＝Ieq\o\al(2,2)rΔt2由Q＝Q1＋Q2，代入數(shù)據(jù)得Q＝100J6．(·重慶理綜，7)小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了一種可測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如下圖所示。在該實(shí)驗(yàn)中，磁鐵固定在水平放置的電子測(cè)力計(jì)上，此時(shí)電子測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為G1，磁鐵兩極之間的磁場(chǎng)可視為水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其余區(qū)域磁場(chǎng)不計(jì)。直銅條AB的兩端通過(guò)導(dǎo)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(chǎng)，以恒定的速率v在磁場(chǎng)中豎直向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為G2，銅條在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。(1)判斷銅條所受安培力的方向，G1和G2哪個(gè)大？(2)求銅條勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(yīng)的綜合問(wèn)題，解題思路：先由右手定則判斷銅條中感應(yīng)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(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力公式確定磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(1)銅條向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，銅條中感應(yīng)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(jù)力的作用的相互性可知銅條向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅條對(duì)磁鐵的作用力向下，電子測(cè)力計(jì)的示數(shù)比銅條不動(dòng)時(shí)要大，即G2>G1