高中物理 第4章 电磁感应章末小结4 新人教版选修3-2

【成才之路】-学年高中物理第4章电磁感应章末小结41．(·全国新课标卷Ⅱ，16)如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d<L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是()答案：D解析：该题考查电磁感应中的图象问题，关键要把图象和运动过程结合起来。线框进入磁场过程中有eq\f(B2L2v,R)＝ma，加速度逐渐减小，当全部进入磁场后，做匀速直线运动，出磁场的过程中仍然做速度减小的变速运动，D正确。2．(·北京理综，17)如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()A．c→a,2:1 B．a→c,2:1C．a→c,1:2 D．c→a,1:2答案：C解析：由右手定则，可判断金属杆中的电流方向为N→M，则电阻R中的电流方向为a→c。根据E＝BLv，可得E1∶E2＝1∶2，选项C正确。3．(·安徽理综，16)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(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：本题考查电磁感应现象中的力学问题和能量问题。当灯泡稳定发光后，物体做匀速运动，根据平衡条件进行分析。物体做匀速运动时，有mgsinθ－μmgcosθ＝eq\f(B2l2v,R＋r)，解得v＝5m/s，I＝eq\f(Blv,R＋r)＝1AP＝I2R＝1W。B选项正确。4．(·浙江理综，15)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E－t关系如下图所示。如果只将刷卡速度改为eq\f(v0,2)，线圈中的E－t关系图可能是()[答案]D[解析]从E－t图象可以看出，刷卡速度为v0时，产生感应电动势的最大值为E0，所用时间为t0；当刷卡速度变为eq\f(v0,2)时，根据E＝Blv可知，此时产生感应电动势的最大值E＝eq\f(E0,2)，由于刷卡器及卡的长度未变，故刷卡时间变为2t0，故选项D正确。5．(·江苏单科，13)如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N＝100，边长ab＝1.0m、bc＝0.5m，电阻r＝2Ω，磁感应强度B在0～1s内从零均匀变化到0.2T。在1～5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：(1)0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(2)在1～5s内通过线圈的电荷量q；(3)在0～5s内线圈产生的焦耳热Q。[答案](1)10V；方向为a→d→c→b→a(2)10C(3)100J[解析](1)根据感应电动势E＝Neq\f(ΔΦ1,Δt1)，磁通量的变化量ΔΦ1＝ΔB1S解得E＝Neq\f(ΔB1S,Δt1)，代入数据得E＝10V，感应电流的方向为a→d→c→b→a(2)同理可得E′＝Neq\f(ΔB2S,Δt2)，感应电流I2＝eq\f(E′,r)，电量q＝I2Δt2解得q＝Neq\f(ΔB2S,r)，代入数据得q＝10C(3)0～1s内的焦耳热Q1＝Ieq\o\al(2,1)rΔt1，且I1＝eq\f(E1,r)，1～5s内的焦耳热，Q2＝Ieq\o\al(2,2)rΔt2由Q＝Q1＋Q2，代入数据得Q＝100J6．(·重庆理综，7)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如下图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L。(1)判断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。答案：(1)安培力方向向上，G2>G1。(2)安培力大小F＝G2－G1，磁感应强度大小B＝eq\f(1,L)eq\r(\f(G2－G1R,v))解析：本题考查了电磁感应的综合问题，解题思路：先由右手定则判断铜条中感应电流的方向，再由左手定则判断，铜条所受安培力的方向，由平衡条件确定G1和G2的大小；根据法拉第电磁感应定律和安培力公式确定磁感应强度大小。(1)铜条向下运动时，由右手定则可知，铜条中感应电流的方向，由B到A，再由左手定则判断铜条安培力方向向上。①根据力的作用的相互性可知铜条向下运动时，铜条对磁铁的作用力向下，电子测力计的示数比铜条不动时要大，即G2>G1