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物理人教選修3245《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況》課下作

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1、物理人教選修3-2 4.5《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況》課下作業(yè)(1) 1.(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)某空間出現(xiàn)了如圖4-5-9所示的磁場(chǎng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí),在垂直于磁場(chǎng)的方向上會(huì)產(chǎn)生感生電場(chǎng),有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化與感生電場(chǎng)的方向關(guān)系描述正確的選項(xiàng)是(  ) A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線從上向下看應(yīng)為順時(shí)針?lè)较? B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線從上向下看應(yīng)為 圖4-5-9 逆時(shí)針?lè)较? C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí),感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線從上向下看應(yīng)為順時(shí)針?lè)较? D.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí),感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線從上向下看應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较? 解析:感生電場(chǎng)中電場(chǎng)線的方向用楞

2、次定律來(lái)判定:由題知原磁場(chǎng)方向向上,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),在周?chē)虚]合導(dǎo)線的情況下,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)與原磁場(chǎng)方向相反,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,再由右手螺旋定那么得到感應(yīng)電流的方向是:從上向下看應(yīng)為順時(shí)針?lè)较?,那么感生電?chǎng)的方向從上向下看也為順時(shí)針?lè)较?;同理可知,?dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),感生電場(chǎng)的方向從上向下看應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较颉K訟、D對(duì)。 答案:AD 2.(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)如圖4-5-10所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)有理想界面,用力將矩形線圈從磁場(chǎng)中勻速拉出。在其他條件不變的情況下(  ) A.速度越大時(shí),拉力做功越多 B.線圈邊長(zhǎng)L1越大時(shí),拉力做功越多

3、 圖4-5-10 C.線圈邊長(zhǎng)L2越大時(shí),拉力做功越多 D.線圈電阻越大時(shí),拉力做功越多 解析:用力F勻速拉出線圈過(guò)程所做的功為W=FL2,又F=F安=IBL1,I=,所以W=, 可知A、B、C正確,D錯(cuò)誤。 答案:ABC 3.(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖4-5-11所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)?,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,那么(  ) A.釋放瞬間金屬棒的加速度

4、等于重力加速度g 圖4-5-11 B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b C.金屬棒的速度為v時(shí),所受的安培力大小為F= D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少 解析:金屬棒剛釋放時(shí),彈簧處于原長(zhǎng),此時(shí)彈力為零,又因此時(shí)速度為零,因此也不受安培力作用,金屬棒只受到重力作用,其加速度應(yīng)等于重力加速度,故A對(duì);金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定那么可知,在金屬棒上電流方向向右,電阻等效為外電路,其電流方向?yàn)閎→a,故B錯(cuò);金屬棒速度為v時(shí),安培力大小為F=BIL,I=,由以上兩式得:F=,故C對(duì);金屬棒下落過(guò)程中,由能量守恒定律知,金屬棒減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)

5、能、金屬棒的動(dòng)能以及電阻R上產(chǎn)生的熱能,因此D錯(cuò)。 答案:AC 4.(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)三)如圖4-5-12所示,固定于水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab擱在框架上,可無(wú)摩擦滑動(dòng)。此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形。金屬棒的電阻為r,其余局部電阻不計(jì)。開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。 (1)假設(shè)從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增加k,同時(shí)保持棒靜止,求金屬棒中的感應(yīng)電流大小和方向。 (2)在上述(1)情況中,始終保持金屬棒靜止,當(dāng)t=t1末時(shí)需加的 圖4-5-12 垂直于棒的水平拉力為多大? 解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E==S=kl2,再根據(jù)歐姆定律得:I==,根據(jù)楞次定律判斷,“增反減同〞,回路中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,或棒上電流從b到a。 (2)要保持棒靜止,使作用到棒上的力平衡,即水平拉力等于棒受到的安培力: F=F安=BIl=(B0+kt1)l=(B0+kt1)。 答案:(1)kl2/r,棒中電流方向由b到a (2)(B0+kt1)kl3/r

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