物理3-2人教新资料5电磁感应现象的两类情况每课一练

物理3-人2教新资料4.电5磁感应现象的两类情况每课一练【一】基础练1如图所示，平行导轨间的距离为，一端跨接一个电阻，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于平行金属导轨所在的平面、一根足够长的金属棒与导轨成e角放置、金属的电流为棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时，通过电阻的电流为 s n答案解析题中、、 s n答案解析题中、、满足两两垂直的关系，因此=其中=n即= ，故通过电阻的电流为 ,选点评正确理解=,明白适用条件是三个量两两垂直、2.图2中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为、，磁场方向垂直纸面向里 是位于纸面内的梯形线圈，与 间的距离也为时刻，边与磁场区域边界重合〔如图〕现令线圈以恒定的速度沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿一---的感应电流为正，那么在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流随时间变化的图线可能是rL I1()Li2LTt 07/： 21t7 世A B答案解析线框进入时，磁通量是增加的，线框穿出时磁通量是减少的，由楞次定律可判断两次电流方向一定相反，故只能在、中选择，再由楞次定律及规定的电流正方向可判断进入时电流为负方向，应选，.3如图所示，和是位于水平面内的平行金属轨道，间距为，其电阻可忽略不计，之间连接一阻值为的电阻、为一垂直于和的金属杆，它与和接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动、电阻可忽略、整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为，当施外力使杆以速度向右匀速运动时，杆所受的安培力为

答案拉力做功为、通4、如图4所示，先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次拉动的速度相同、第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功、通过导线截面的电荷量为，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区域，过导线截面的电荷量为，那么拉力做功为、通、,答案解析设矩形线圈的长边为，短边为，电阻为，速度为，那么，，因为，，因为，＞，，因此通过导线截面的电荷量5、如图5所示，半径为，的圆形区域（图中虚线）内有匀强磁场，磁感应强度为半径为，的金属圆环与虚线圆同心、共面的放置，磁场与环面垂直，其中金属环上分别接有灯、，两灯的电阻均为Q—金属棒与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计、图假设棒以= 的速率沿环面向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径/的瞬间，中的电动势和流过灯的电流、撤去中间的金属棒，将左面的半圆弧 O以为轴翻转°，假设此后随时间均匀变化，其变化率为A答案解析（，棒）滑过圆环直径时间均匀变化，其变化率为A答案解析（，棒）滑过圆环直径t=n/求灯的功率、X-'的瞬间，中的电动势为动生电动势，=流经的电流

n△电路中的电动势为感生电动势，= •K灯的功率=€+丿= 2 -点评求电路中的电动势时，要分析清晰产生感应电动势的方式，假设为导体切割磁感线△类，宜用=计算；假设为磁场变化产生感生电场类，宜用=厂【二】提升练6如图所示，矩形线框 的和的中点、之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直、当线框向右匀速平动时，以下说法中正确的选项是A穿过线框的磁通量不变化， 间无感应电动势B 这段导体做切割磁感线运动， 间有电势差c 间有电势差，因此电压表有示数D因为有电流通过电压表，因此电压表有示数答案解析穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但、、 都切割磁感线，它们都有感应电动势，故错，对、无电流通过电压表，电压表无示数，、错、7、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行、现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，那么在移出过程中线框的一边、两点间电势差绝对值最大的是如下图所示，那么在移出过程中线框的一边、两点间电势差绝对值最大的是flix1XX：1■X1XX:1A_l2LX'1x]xX'1-1 :X1XX:1c答案解析设此题中磁感应强度为答案解析设此题中磁感应强度为，线框边长为，速度为，那么四种情况的感应电动势基本上，但中为电源，两点间的电势差为路端电压=一，其他三种情况下,= ,应选8、如图7所示，线圈、连接光滑平行导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒 为了使闭合线圈产生图示方向的感应电流，可使导体棒MA CI [ I I.iiA向右加速运动、向右减速运动c向左加速运动、向左减速运动答案解析再由右手定那么判断应向左运动，磁场减弱那么电流减小故应减速，故可判断向左减速，同理可判断向右加速也可，应选、.再由右手定那么判断应向左运动，磁场减弱那么电流减小故应减速，故可判断向左减速，同理可判断向右加速也可，应选、如图所示，平行金属导轨与水平面成e角，导轨与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面、有一导体棒，质量为，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为"，导体棒沿导轨向上滑动，当上滑的速度为时，受到安培力的大小为如今、电阻消耗的热功率为B电阻消耗的热功率为c整个装置因摩擦而消耗的热功率为" 0、整个装置消耗的机械功率为+p 0答案解析棒上滑速度为时，切割磁感线产生感应电动势=,设棒电阻为，那么==R回路的总电阻占=一，通过棒的电流=—= ，棒所受安培力==12总总，通过电阻的电流与通过电阻的电流相等，即==2=—，那么电阻消耗的热功率===—，电阻消耗的热功率==—棒与导轨间的摩擦力=“0s故因摩擦而消耗的热功率为==“ 0；由能量转化知，整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之和机=+=+p0由以上分析可知，、、选项正确、点评切割磁感线的导体相当于电源，电源对闭合回路供电、分析清晰整个过程中能量的转化和守恒，所有的电能和摩擦生热都来自于机械能，而转化的电能在回路中又转化为电热、、如图所示，一个半径为的铜盘，在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度3绕中心轴/匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷、设整个回路电阻为，当圆盘匀速运动角速度为3时，通过电阻的电流为 、r答案解析当铜盘转动时，产生的感应电动势相当于一根导体棒绕其一个端点在磁场中做切割3磁感线的圆周运动，产生的电动势为=一3因此通过电阻的电流为、如图所示，在磁感应强度= 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为= 的平行金属导轨与，导轨的电阻忽略不计、在两根导轨的端点、之间连接一阻值=Q的电阻，导轨上跨放着一根长为= 、每米长电阻=Q的金属棒，金属棒与导轨正交，交点为、当金属棒以速度= 向左做匀速运动时，试求：电阻中电流的大小和方向；金属棒两端点间的电势差、解析在构成的回路中，动生电动势=,由欧姆定律可得电流a两点间电势差应由段、段、段三部分相加而成，其中两端的电压、端电压即为其电动势，且有+=—故=++=点评不管磁场中做切割磁感线运动的导体是否接入电路，都具有电源的特征，接入电路后，其两端电压为路端电压，未接入电路时两端电压大小即为其电动势的大小、2如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为=Q，导轨的端点、用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离= 、有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，磁感应强度与时间的关系为=，比例系数=一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在=时刻，金属杆紧靠在、端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在= 时金属杆所受的安培力、V 图11答案4 -解析以表示金属杆运动的加速度，在时刻，金属杆与初始位置的距离=一，如△今杆的速度=，杆与导轨构成的回路的面积=，回路中的感应电动势=△+i而=，故TOC\o"1-5"\h\z△ +△ —厂= △ =回路的总电阻= ；回路中的感应电流=R作用于杆的安培力=联立以上各式解得=、•—代入数据得= 4-点评当问题中同时有动生电动势和感生电动势时，能够分别单独求出动生电动势和感生电动势，再结合其方向求出电路中的总电动势、假设两电动势方向相同，直截了当相加；假设两电动势方向相反，用大电动势减去小电动势，总电动势方向与大的方向一致、在单独求出动生电动势时，磁感应强度应该运用该时刻的值运算；单独求感生电动势时，面积△0应该运用如今的面积运算、该方法也是分解思想的表达、所以，假如运用公式=nf—计算，求得的电动势也为总电动势、解题时是运用分解的方法分别求出两个电动势后再合成，△0依旧直截了当用=U计算，由题中条件决定、3如图所示，足够长的两根相距为的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场的方向垂直于导轨平面、两根质量均为的可动金属棒和都与导轨接触良好，金属棒和的电阻分别为Q和Q，导轨最下端连接阻值为Q的电阻，金属棒用一根细绳拉住，细绳同意承受的最大拉力为、现让棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻上产生的热量为取、求:图此过程中棒和棒产生的热量和细绳被拉断瞬间，棒的速度v细绳刚要被拉断时，棒下落的高度答案TOC\o"1-5"\h\z解析 == ，由= ，==x2< =绳被拉断时 +=++解上述三式并代入数据得=（3由）能的转化和守恒定律有=一+++代入数据得=14、磁悬浮列车的运行原理可简化为如图13所示的模型，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场和，导轨上有金属框，金属框宽度与磁场、宽度相同、当匀强磁场和同时以速度沿直导轨向右做匀速运动时，金属框也会沿直导轨运动，设直导轨间距为，==,金属框的电阻为，金属框运动时受到的阻力恒为，那么金属框运动的最大速度为多少？图答案解析当磁场、同时以速度向右匀速运动时，线框必定同时有两条边切割磁感线而产生感应电动势、线框以最大速度运