電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律 2
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1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律 一、磁通量與電磁感應(yīng)現(xiàn)象: 【例1】如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd,垂直于磁場方向放置,現(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180°,求此過程磁通量的變化? 【例2】如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為和,則( ) A.> B.= C.< D.不能判斷 【例3】兩圓環(huán)A、B同心放置且半徑RA>RB,將一條形磁鐵置于兩環(huán)圓心處,且與圓環(huán)平面垂直,如圖所示,則穿過A、B兩圓環(huán)的
2、磁通量的大小關(guān)系為( ) A.φA>φB B.φA=φB C.φA<φB D.無法確定 【例4】如圖7所示,一個(gè)矩形線圈與通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),且處于兩直導(dǎo)線的中央,則線框中有感應(yīng)電流的是; A.兩電流同向且不斷增大 B.兩電流同向且不斷減小 C.兩電流反向且不斷增大 D.兩電流反向且不斷減小 【例5】如圖所示,有一正方形閉合線圈,在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng).下列四個(gè)圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖 ( ). (1-3多選,4單選) 1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法正確的是( ) A.磁
3、感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,磁通量越大 B.穿過某線圈的磁通量為零時(shí),由B=可知磁通密度為零 C.磁通密度越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1 m2的面積上穿過的最大磁通量 2.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位“特斯拉”相當(dāng)?shù)氖仟ぃ? ) A.Wb/m2 B.N/A·m C.kg/A·s2 D.kg/C·m 3.如右圖所示,要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流,可采用的方法有( ) A.閉合電鍵K B.閉合電鍵K后,把R的滑動(dòng)方向右移 C.閉合電鍵K后,把P中的鐵心從左邊抽出 D.閉
4、合電鍵K后,把Q靠近P 4.如圖5所示,條形磁鐵穿過一閉合彈性導(dǎo)體環(huán),且導(dǎo)體環(huán)位于條形磁鐵的中垂面上,如果把導(dǎo)體環(huán)壓扁成橢圓形,那么這一過程中: ( ) A.穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量減少,有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量增加,有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C.穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量變?yōu)榱?,無感應(yīng)電流 D.穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量不變,無感應(yīng)電流 5.如圖所示,一面積為S的長方形線圈abcd有一半處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,這時(shí)穿過線圈的磁通量為 Wb,當(dāng)線圈以ab為軸從圖中位置轉(zhuǎn)過60°的瞬間,穿過線圈的磁通量為 。 6.如圖所示S1與S2分別是半徑為r1和r
5、2的同心圓環(huán),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向與環(huán)面垂直,范圍以S1為邊界,則穿過環(huán)S1的磁通量為 ,穿過環(huán)S2的磁通量為 。 7.某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為,與水平方向夾角為57°,則穿過水平面內(nèi)有面積的平面的磁通量大小為多少? 二、楞次定律 — + — + 0 2 2 A B P + 【例6】現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如下圖連接。在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑線變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷 ( ) A.線圈A
6、向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān),都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng),都能使電流計(jì)指針靜止在中央 D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向 【例7】如圖5所示,導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線通有恒定電流I,當(dāng)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí),線框中感應(yīng)電流的方向是 ( ) A.先abcd,后dcba,再abcd B.先abcd,后dcba C.始終dcba D.先dcba,后abcd,再
7、dcba E.先dcba,后abcd 【例8】如圖14所示,三角形線圈abc與長直導(dǎo)線彼此絕緣并靠近,線圈面積被分為相等的兩部分,導(dǎo)線MN接通電流的瞬間,在abc中( ) A.無感應(yīng)電流 B.有感應(yīng)電流,方向a b c C.有感應(yīng)電流,方向 c b a D.不知MN中電流的方向,不能判斷abc中電流的方向 【例9】如圖所示,一電子以初速度v沿金屬板平行方向飛入MN極板間,若突然發(fā)現(xiàn)電子向M板偏轉(zhuǎn),則可能是( ). A.電鍵S閉合瞬間 B.電鍵S由閉合到斷丌瞬間 C.電鍵S是閉合的,
8、變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng) D.電鍵S是閉合的,變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng) 【例10】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中放置一個(gè)電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌跟大線圈M相連,導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab,磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面,欲使M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方方的感應(yīng)電流,則導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況可能是( ). A.勻速向右運(yùn)動(dòng) B.加速向右運(yùn)動(dòng) C.減速向右運(yùn)動(dòng) D.加速向左運(yùn)動(dòng) (1-14單選,15-17多選) 1.平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng).已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過位置1和位置2時(shí),順著磁場的方向看
9、去,線圈中感應(yīng)電流的方向分別為( ) A.逆時(shí)針方向,逆時(shí)針方向 B.逆時(shí)針方向,順時(shí)針方向 C.順時(shí)針方向,順時(shí)針方向 D.順時(shí)針方向,逆時(shí)針方向 2.由細(xì)彈簧圍成的圓環(huán)中間插入一根條形磁鐵,如圖所示.當(dāng)用力向四周擴(kuò)圓展環(huán),使其面積增大時(shí),從上向下看( ) A.穿過圓環(huán)的磁通量減少,圓環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.穿過圓環(huán)的磁通量增加,圓環(huán)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.穿過圓環(huán)的磁通量增加,圓環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.穿過圓環(huán)的磁通量不變,圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流 3.如右圖所示,小金屬環(huán)和大金屬環(huán)重疊在同一平面內(nèi),兩環(huán)相互絕緣,小環(huán)有一半面積在大
10、環(huán)內(nèi),當(dāng)大環(huán)接通電源的瞬間,小環(huán)中感應(yīng)電流的情況是( ). A.無感臆電流 B.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.無法確定 4.如圖所示,把一正方形線圈從磁場外自右向左勻速經(jīng)過磁場再拉出磁場,則從ad邊進(jìn)入磁場起至bc邊拉出磁場止,線圈感應(yīng)電流的情況是( ). A.先沿abcda的方向,然后無電流,以后又沿abcda方向 B.先沿abcda的方向,然后無電流,以后又沿adcba方向 C.先無電流,當(dāng)線圈全部進(jìn)入磁場后才有電流 D.先沿adcba的方向,然后無電流,以后又滑abcda方向 5.某實(shí)驗(yàn)小組
11、用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律。在線圈自上而下穿過固定的條形磁鐵的過程中,從上向下看,線圈中感應(yīng)電流方向是( ) A.先順時(shí)針方向,后逆時(shí)針方向 B.先逆時(shí)針方向,后順時(shí)針方向 C.一直是順時(shí)針方向 D.一直是逆時(shí)針方向 6.如圖7所示,一個(gè)水平放置的矩形線圈abcd,在細(xì)長水平磁鐵的S極附近豎直下落,由位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置Ⅱ與磁鐵同一平面,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,則在下落過程中,線圈中的感應(yīng)電流的方向?yàn)?( ) A.a(chǎn)bcda B.a(chǎn)dcba C.從abcda到adcba D.從adcba到abcda
12、 a b d c x x′ 7.如圖所示,在一固定的圓柱形磁鐵的N極附近置一水平線圈abcd,磁鐵軸線與線圈水平中心線xx′軸重合。下列說法正確的是( ) A.當(dāng)線圈剛沿xx′軸向右平移時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍bcda B.當(dāng)線圈剛繞xx′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(ad向外,bc向里),線圈中有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍bcda C.當(dāng)線圈剛沿垂直紙面方向向外平移時(shí),線圈中有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍dcba D.當(dāng)線圈剛繞yy′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(ab向里,cd向外),線圈中有感應(yīng)電流,方向?yàn)閍bcda 8.1931年英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言:存在只有一個(gè)磁極的粒
13、子,即“磁單極子”.1982年美國物理學(xué)家卡布萊設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn).他設(shè)想,如果一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過一個(gè)水平放置的超導(dǎo)線圈,那么,從上向下看,超導(dǎo)線圈上將出現(xiàn):(?。? A.先是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,然后是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 B.先是順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,然后是逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.順時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 D.逆時(shí)針方向持續(xù)流動(dòng)的感應(yīng)電流 9.如圖17所示為一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體,有一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程,環(huán)中感應(yīng)電流的情況是 ( ) A.無感應(yīng)電流 B.有逆時(shí)針
14、方向的感應(yīng)電流 C.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 D.先逆時(shí)針方向后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 10.如圖9所示,當(dāng)條形磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí),流過電阻的電流方向是由A流向B,則磁鐵的運(yùn)動(dòng)可能是:( ) A.向下運(yùn)動(dòng) B.向上運(yùn)動(dòng) C.若N極在下,向下運(yùn)動(dòng) D.若S極在下,向下運(yùn)動(dòng) 11.現(xiàn)代汽車中有一種先進(jìn)的制動(dòng)系統(tǒng)一一防抱死( ABS)系統(tǒng)。它有一個(gè)自動(dòng)控制剎車系統(tǒng)的裝置,原理如圖.鐵質(zhì)齒輪 P 與車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。右端有一個(gè)繞有線圈的的磁體, M 是一個(gè)電流檢測器.當(dāng)車輪帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電
15、流。這是由于齒靠近線圈時(shí)被磁化,使通過線圈的磁通量增大,齒離開線圈時(shí)又使磁能量減小,從而能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.這個(gè)電流經(jīng)電子裝置放大后能控制制動(dòng)機(jī)構(gòu).齒輪 P 從圖示位置按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過α角的過程中,通過 M 的感應(yīng)電流的方向是( ) A.總是從左向右 B.總是從右向左 C.先從左向右,然后從右向左 D.先從右向左,然后從左向右 12.如圖所示,A是長直密繞通電螺線管.小線圈B與電流表連接,并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是( ) 13.M和N是繞在一個(gè)環(huán)形鐵心上的兩個(gè)線圈,繞法
16、和線路如圖2,現(xiàn)將開關(guān)S從a處斷開,然后合向b處,在此過程中,通過電阻R2的電流方向是( ) A.先由c流向d,后又由c流向d B.先由c流向d,后由d流向c C.先由d流向c,后又由d流向c D.先由d流向c,后由c流向d 14.紙面內(nèi)有U形金屬導(dǎo)軌,AB部分是直導(dǎo)線(圖12)。虛線范圍內(nèi)有向紙里的均勻磁場。AB右側(cè)有圓線圈C。為了使C中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,貼著導(dǎo)軌的金屬棒MN在磁場里的運(yùn)動(dòng)情況是 ( ) A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左勻速運(yùn)動(dòng) C.向右加速運(yùn)動(dòng) D.向右減速運(yùn)動(dòng) 15.如圖18所示,兩個(gè)線圈A、B上下平行放置,分別通以圖示電流I1、I2
17、,為使線圈B中的電流瞬時(shí)有所增大,可采用的辦法是 ( ) A.線圈位置不變,增大線圈A中的電流 B.線圈位置不變,減小線圈A中的電流 C.線圈A中電流不變,線圈A向下平移 D.線圈A中電流不變,線圈A向上平移 16.兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流。則( ) A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小。B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大。 C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小。D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大。 17.如圖所示,、兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上,它們兩端分別與電阻可以忽略不計(jì)的光
18、滑、水平、平行導(dǎo)軌、和、相連;、處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,、處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中;直導(dǎo)線橫放在、上,直導(dǎo)線橫放在、上,原來不動(dòng),下列說法正確的有( ) A.若向右勻速滑動(dòng),則也向右滑動(dòng) B.若向右加速滑動(dòng),則也向右滑動(dòng) C.若向右減速滑動(dòng),則也向右滑動(dòng) D.若向右減速滑動(dòng),則向左滑動(dòng) 三、楞次定律推論: 【例11】如圖9所示,光滑桿ab上套有一閉合金屬環(huán),環(huán)中有一個(gè)通電螺線管。現(xiàn)讓滑動(dòng)變阻器的滑片P迅速滑動(dòng),則 ( ) A.當(dāng)P向左滑時(shí),環(huán)會(huì)向左運(yùn)動(dòng),且有擴(kuò)張的趨勢 B.當(dāng)P
19、向右滑時(shí),環(huán)會(huì)向右運(yùn)動(dòng),且有擴(kuò)張的趨勢 C.當(dāng)P向左滑時(shí),環(huán)會(huì)向左運(yùn)動(dòng),且有收縮的趨勢 D.當(dāng)P向右滑時(shí),環(huán)會(huì)向右運(yùn)動(dòng),且有收縮的趨勢 【例12】如圖所示,在一蹄形磁鐵兩極之間放一個(gè)矩形線框abcd。磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉(zhuǎn)動(dòng)。若使蹄形磁鐵以某角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框的情況將是( ) A.靜止 B.隨磁鐵同方向轉(zhuǎn)動(dòng) C.沿與磁鐵相反方向轉(zhuǎn)動(dòng) D.要由磁鐵具體轉(zhuǎn)動(dòng)方向來決定 【課后練習(xí)五十二(三)】(1-6單選,7-12多選) 1.位于載流長直導(dǎo)線近旁的兩根平行鐵軌A和B,與長直導(dǎo)線平行且在同一水平面上,在鐵軌A、B上套有兩段可以自由滑動(dòng)的導(dǎo)體CD
20、和EF,如圖1所示,若用力使導(dǎo)體EF向右運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體CD將( ) A.保持不動(dòng) B.向右運(yùn)動(dòng) C.向左運(yùn)動(dòng) D.先向右運(yùn)動(dòng),后向左運(yùn)動(dòng) 2.如圖6所示,光滑導(dǎo)軌MN水平放置,兩根導(dǎo)體棒平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從上方下落(未達(dá)導(dǎo)軌平面)的過程中,導(dǎo)體P、Q的運(yùn)動(dòng)情況是: ( ) A.P、Q互相靠擾 B.P、Q互相遠(yuǎn)離 C.P、Q均靜止 D.因磁鐵下落的極性未知,無法判斷 3.如圖5所示的勻強(qiáng)磁場中,有一直導(dǎo)線ab在一個(gè)導(dǎo)體框架上向左運(yùn)動(dòng),那么ab導(dǎo)線中感應(yīng)電流方向(有感應(yīng)電流)及ab導(dǎo)線所受安培力方向分別是:( ) A.電流由b向a,
21、安培力向左 B.電流由b向a,安培力向右 C.電流由a向b,安培力向左 D.電流由a向b,安培力向右 4.如圖所示,一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外.一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右).則 ( ) A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a B.導(dǎo)線框離開磁場時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a C.導(dǎo)線框離開磁場時(shí),受到的安培力方向水平向右 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí).受到的安培力方向水平向左 5.如圖11所示,一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的下方,當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流I增大時(shí),圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長
22、度L將( ) A.S減小,L變長 B.S減小,L變短 C.S增大,L變長 D.S增大,L變短 6.甲、乙兩個(gè)同心的閉合金屬圓環(huán)位于同一平面內(nèi),甲環(huán)中通以順時(shí)針方向電流I,如圖15所示,當(dāng)甲環(huán)中電流逐漸增大時(shí),乙環(huán)中每段導(dǎo)線所受磁場力的方向是 ( ) A.指向圓心 B.背離圓心 C.垂直紙面向內(nèi) D.垂直紙面向外 7.如圖11所示,在光滑水平桌面上有兩個(gè)金屬圓環(huán),在它們圓心連線中點(diǎn)正上方有一個(gè)條形磁鐵,當(dāng)條形磁鐵自由下落時(shí),將會(huì)出現(xiàn)的情況是 ( ) A.兩金屬環(huán)將相互靠攏 B.兩金屬環(huán)將相互排斥 C.磁鐵的加速度會(huì)大于g D.磁鐵的加速度
23、會(huì)小于g 8.如圖所示,“ U” 形金屬框架固定在水平面上,金屬桿cb與框架間無摩擦,整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場中,若因磁場的變化,使桿cb向右運(yùn)動(dòng),則磁感應(yīng)強(qiáng)度:( ) A.方向向下并減小 B.方向向下并增大 C.方向向上并增大 D.方向向上并減小 9.如圖19所示,兩個(gè)閉合鋁環(huán)A、B與一個(gè)螺線管套在同一鐵芯上,A、B可以左右擺動(dòng),則 ( ) A.在S閉合的瞬間,A、B必相吸 B.在S閉合的瞬間,A、B必相斥 C.在S斷開的瞬間,A、B必相吸 D.在S斷開的瞬間,A、B必相斥 10.如圖所示,一根長導(dǎo)線彎曲成
24、“п”,通以直流電I,正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中,下列敘述正確的是( ) A.金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 C.懸掛金屬環(huán)C的豎直線中拉力變大 D.金屬環(huán)C仍能保持靜止?fàn)顟B(tài) 11.如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)有界磁場,磁場方向垂直于紙面。超導(dǎo)矩形導(dǎo)線框1和固定導(dǎo)線框2位于同一平面內(nèi)。當(dāng)超導(dǎo)線框1離開磁場向線框2靠近時(shí),線框2中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流。則 A.不能判斷超導(dǎo)線框1中的感應(yīng)電流方向; B.可以判斷超導(dǎo)線框1受到線框2對它作用安培力的合力方向; C.不能判斷矩形區(qū)域a
25、bcd內(nèi)有界磁場的方向; D.可以判斷矩形區(qū)域abcd內(nèi)有界磁場的方向。 12.如圖10所示,a、b兩個(gè)同心圓線圈處于同一水平面內(nèi),在線圈a中通有電流I,以下哪些情況可以使線圈b有向里收縮的趨勢?( ) A.a(chǎn)中的電流I沿順時(shí)針方向并逐漸增大 B.a(chǎn)中的電流I沿順時(shí)針方向并逐漸減小 C.a(chǎn)中的電流沿逆時(shí)針方向并逐漸增大 D.a(chǎn)中的電流沿逆時(shí)針方向并逐漸減小 第五十三課時(shí):電磁感應(yīng)定律 B L 圖9 【例1】如圖9所示,邊長為L、匝數(shù)為的正方形金屬線框,它的質(zhì)量為m、電阻為R,用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場邊緣。金屬框的上半部處于磁場內(nèi),下半部處于磁場外,
26、磁場隨時(shí)間的變化規(guī)律為B = kt.已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg,則從t=0開始,經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線會(huì)被拉斷? 【例2】 如圖15所示,矩形線圈abcd共有n匝,ab邊長為L1,bc邊長為L2,置于垂直穿過它的均勻變化的勻強(qiáng)磁場中。平行正對放置的兩塊金屬板M和N,長為L,間距為h。今有一束帶電量為q、質(zhì)量為m的離子流從兩板中央平行于板的方向以初速v0飛入板間,要使這些離子恰好能從兩板邊緣射出,求: ①線圈abcd中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率如何? ②兩板間的電場對每一個(gè)離子做多少功? 【例3】把一個(gè)面積為S,總電阻為R的圓形金屬環(huán)平放在水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場豎直向下,
27、當(dāng)把環(huán)翻轉(zhuǎn)1800的過程中,流過金屬環(huán)某一橫截面的電量是多大? (1-4單選,5-9多選) 1.下列幾種說法中正確的是: ( ) A.線圈中的磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一定越大 B.穿過線圈的磁通量越大,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大 C.線圈放在磁場越強(qiáng)的位置,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢越大 D.線圈中的磁通量變化越快,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大 2.A、B兩個(gè)閉合電路,穿過A電路的磁通量由O增加到3×103Wb,穿過B電路的磁通量由5×103Wb增
28、加到6×103Wb。則兩個(gè)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢EA和EB的關(guān)系是: ( ) A.EA>EB B.EA=EB C. EA<EB D. 無法確定 A B C 第3題 3.如圖所示,三個(gè)相同的金屬圓環(huán)內(nèi),存在著不同的有界勻強(qiáng)磁場,虛線表示環(huán)的某條直徑,已知所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化都滿足B=kt,方向如圖。測得A環(huán)中感應(yīng)電流強(qiáng)度為I,則B環(huán)和C環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度分別為( ) A.IB=I、IC=0 B.IB
29、=I、IC=2I C.IB=2I、IC=2I D.IB=2I、IC=0 4.如圖16-2-13所示,半徑為r的金屬環(huán)繞通過某直徑的軸以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,以金屬環(huán)的平面與磁場方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí),則在轉(zhuǎn)過30°的過程中,環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的平均值為:(?。? A. B. C. D. 5.穿過一個(gè)電阻為R=1Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb,則: ( ) A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢每秒鐘減少2V B.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢是2V
30、C.線圈中的感應(yīng)電流每秒鐘減少2A D.線圈中的電流是2A 6.如圖7所示,圓形線圈開口處接有一個(gè)平行板電容器,圓形線圈垂直放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場中,要使電容器所帶電量增加一倍,正確的做法是:( ) A.使電容器兩極板間距離變?yōu)樵瓉淼囊话? B.使線圈半徑增加一倍 C.使磁感強(qiáng)度的變化率增加一倍 D.改變線圈平面與磁場方向的夾角 7.一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面,規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌鲋杏幸患?xì)金屬圓環(huán),線圈平面位于紙面內(nèi),如圖1所示。現(xiàn)令磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化,先按圖2中所示的Oa圖
31、線變化,后來又按圖線bc和cd變化,令,分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,l1,l2,l3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流,則( ) A.ε1>ε2,I1沿逆時(shí)針方向,I2沿順時(shí)針方向 B.ε1<ε2,I1沿逆時(shí)針方向,I2沿順時(shí)針方向 C.ε1<ε2,I2沿順時(shí)針方向,I3沿逆時(shí)針方向 D.ε1=ε2,I2沿順時(shí)針方向,I3沿順時(shí)針方向 8.高頻焊接原理示意圖如圖16-4-14所示,線圈通以高頻交流電,金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱,將焊縫熔化焊接.要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大,可采用:( ) A.增大交變電流的電壓 B.增大交變電流的頻率
32、C.增大焊接處的接觸電 D.減小焊接縫處的電阻 9.如圖所示,閉合矩形線圈abcd從靜止開始豎直下落,穿過一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域,此磁場區(qū)域豎直方向的長度遠(yuǎn)大于矩形線圈bc邊的長度,不計(jì)空氣阻力,則 ( ) A.從線圈dc邊進(jìn)入磁場到ab邊穿過出磁場的整個(gè)過程,線圈中始終有感應(yīng)電流 B.從線圈dc邊進(jìn)入磁場到ab邊穿出磁場的整個(gè)過程中,有一個(gè)階段線圈的加速度等于重力加速度 C.dc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向,與dc邊剛穿出磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向相反 D.dc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電流的大小,與dc邊剛穿出磁場時(shí)感應(yīng)電流的大小一定相等 10.如圖3所示,一個(gè)圓形線圈
33、的匝數(shù)n=1000,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1Ω,線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示;求: (1)前4S內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢 (2)前5S內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢 11.如圖8所示,有一面積S=100cm2的金屬環(huán)與一電容器相連,電容C=100pF,環(huán)中有垂直紙面向里均勻變化的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖9所示,則電容器的帶電荷量是多少? 圖8 圖9 t/s B/T 0.2 0.1 2 1 0 12.如圖13所示,一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于
34、導(dǎo)線框所在平面,導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離為d,板長為l,t=0時(shí),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從B0開始均勻增大,同時(shí),在板2的左端且非常靠近板2的位置有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間,該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)。 ⑴要使該液滴能從兩板間射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率K應(yīng)滿足什么條件? ⑵要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系? B d 1 2 圖13 二、導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng): 【例4】一根導(dǎo)體棒ab在水平方向的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體棒自由下落,并始終保持水平方向且與磁場方向垂直.如圖16-
35、4-1所示,則有:( ) A. B.,保持不變 C.,越來越大 D.,越來越大 【例5】如圖所示,金屬圓環(huán)處于有界勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與圓環(huán)平面垂直.現(xiàn)以垂直于磁場邊界的速度v將圓環(huán)勻速拉出磁場,在這一過程中,圓環(huán)上的感應(yīng)電流:( ) A.大小不變 B.逐漸減小 C.逐漸增大 D.先增大,后減小 B 【例6】一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長度為l,螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f,順著地磁場的方向看螺旋槳,螺旋槳按
36、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b,如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離,用ε表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢,則( ) A.ε=πfl2B,且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢 B.ε=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢 C.ε=πfl2B,且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 D.ε=2πfl2B,且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢 【例7】如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動(dòng)。此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形。棒的電阻為r,其余部分電阻不計(jì)。開始時(shí)磁感強(qiáng)度為B0。 (1)若從t=0時(shí)刻起,磁感強(qiáng)度均勻增加
37、,每秒增加為k,同時(shí)保持棒靜止。求棒中的感應(yīng)電流。在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。 (2)在上述(1)情況中,始終保持靜止,當(dāng)t=t1秒末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大? (3)若從t=0時(shí)刻起,磁感強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)棒以恒定速度v向右作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫出B與t的關(guān)系式)? 【課后練習(xí)五十三(二)】(1-3單選,4-6多選) 1.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平的初速v0拋出,在整個(gè)過程中不計(jì)空氣阻力,則金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的大小變化情況為:(?。? A.逐漸增大 B.
38、逐漸減小 C.保持不變 D.無法判斷 圖2 2.如圖2所示,A線框接一靈敏電流計(jì),B線框放在勻強(qiáng)磁場中,B線框的電阻不計(jì),具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動(dòng),今用恒力F向右拉CD由靜止開始運(yùn)動(dòng),B線框足夠長,則通過電流計(jì)中的電流方向和大小變化是:( ) A.G中電流向上,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng); B.G中電流向下,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng); C.G中電流向上,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零; D.G中電流向下,強(qiáng)度逐漸減弱,最后為零。 3.如圖在豎直方向上的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場B1和B2中,各放入一個(gè)完全一樣的水平金屬圓盤a和b,它們可繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).用導(dǎo)線將a盤中心與b
39、盤邊緣相連,b盤中心與a盤邊緣相連.從上向下看,當(dāng)a盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)( ?。? A.b盤總是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B.b盤總是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.若B1B2同向,b盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.若B1B2反向,b盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 4.長為0.1m的直導(dǎo)線,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T的勻強(qiáng)磁場中,以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為:( ) A.最大值為0.1V B.一定為0.1V C.可能為0 D.可能為0.03V G a b c d A A/ B B/ O O/ 5.如圖所示,水平放置的U形金屬平
40、行軌道框架,其電阻可忽略不計(jì),勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直穿過軌道框架平面向下,在外力作用下,金屬棒緊貼軌道框架沿水平方向做簡諧運(yùn)動(dòng),金屬棒與軌道框架始終接觸良好。圖中OO/為金屬棒運(yùn)動(dòng)的平衡位置,AA/、BB/分別為左、右最遠(yuǎn)位置。軌道框架左方有一閉合回路如圖所示。當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),回路abcd中感應(yīng)電流最大:( ) A. AA/處 B. BB/處 C.OO/處 D.在AA/ 與OO/之間的某處 a b I B d 6.金屬導(dǎo)體板寬為d,通以如圖所示方向的電流,其中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速度為v,整個(gè)導(dǎo)體板置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的
41、勻強(qiáng)磁場中。則下面說法正確的是( ) A.導(dǎo)體左側(cè)聚集較多的電子,使右側(cè)的電勢高于左側(cè)的電勢 B.導(dǎo)體右側(cè)聚集較多的電子,使左側(cè)的電勢高于右側(cè)的電勢 C.由于電子的聚集,使得左右兩側(cè)電勢差為2Bdv D.由于電子的聚集,使得左右兩側(cè)電勢差為Bdv M N P Q a b v R B 圖1010101010 7.如圖10所示,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,它們的電阻可忽略不計(jì),在M和P之間接有阻值為R的定值電阻。導(dǎo)體棒ab長l=0.5m,其電阻為r,與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T?,F(xiàn)在
42、在導(dǎo)體棒ab上施加一個(gè)水平向右的力,使ab以v=10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),求: ⑴ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢多大? ⑵ab中電流的方向如何? ⑶若定值電阻R=3.0Ω,導(dǎo)體棒的電阻r=1.0Ω,多大? 第五十四課時(shí):電路問題 一、應(yīng)用電阻定律計(jì)算 【例1】有一銅塊,重量為G,密度為D,電阻率為ρ,把它拉制成截面半徑為r的長導(dǎo)線,再用它做成一半徑為R的圓形回路(R>>r).現(xiàn)加一個(gè)方向垂直回路平面的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度B的大小變化均勻,則( ) A.感應(yīng)電流大小與導(dǎo)線粗細(xì)成正比 B.感應(yīng)電流大小與回路半徑R成正比 C.感應(yīng)電流大
43、小與回路半徑R的平方成正比 D.感應(yīng)電流大小和R、r都無關(guān) 【課后練習(xí)五十四(一)】(均為單選題) 1.一個(gè)N匝圓線圈,放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面跟磁感強(qiáng)度方向成30°角,磁感強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,線圈導(dǎo)線規(guī)格不變,下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是:( ) A.將線圈匝數(shù)增加一倍 B.將線圈面積增加一倍 C.將線圈半徑增加一倍 D.適當(dāng)改變線圈的取向 2.如圖16-4-18所示,在平行于地面的勻強(qiáng)磁場上方,有兩個(gè)相同金屬材料制成的邊長相同的正方形線圈a、b,a、b導(dǎo)線的粗、細(xì)不同.它們從同一高度自由落下,則:( ) A.它們同時(shí)落地
44、 B.a(chǎn)先落地 C.b先落地 D.無法判斷 3.如圖,金屬框架POQ與金屬棒MN接觸良好。設(shè)棒和框架的單位長度的電阻相同,當(dāng)棒在框架上從O點(diǎn)向右勻速平動(dòng)時(shí),則:( ) A.回路中的感應(yīng)電流大小不變。 M P B.回路中的感應(yīng)電流大小增大。 C.回路中的感應(yīng)電流大小減小。 O N Q D.條件不足,無法判定。 二、電路結(jié)構(gòu)分析---確定電源畫出等效電路:
45、【例2】如圖所示,裸導(dǎo)線框abcd放在光滑金屬導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場力方向如圖所示,則( ). A.表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 【例3】圖13各情況中,電阻R=0.lΩ,運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線的長度都為l=0.05m,作勻速運(yùn)動(dòng)的速度都為v=10m/s.除電阻R外,其余各部分電阻均不計(jì).勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0.3T.試計(jì)算各情況中通過每個(gè)電阻R的電流大小和方向. 【例4】如圖6所示,螺線管中放有一根條形磁鐵,當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí),A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢 ;當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí),A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢
46、 。 【課后練習(xí)五十四(二)(4-6單選,7-9多選)】 4.如圖所示,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B在逐漸增強(qiáng)的過程中,內(nèi)外金屬環(huán)上的感應(yīng)電流的方向應(yīng)為( ) A.內(nèi)環(huán)順時(shí)針方向,外環(huán)逆時(shí)針方向 B.內(nèi)環(huán)逆時(shí)針方向,外環(huán)順時(shí)針方向 C.內(nèi)外環(huán)均順時(shí)針方向 D.內(nèi)外環(huán)均逆時(shí)針方向 5.如圖4所示,四邊完全相同的正方形線圈置于一有界勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直線圈平面,磁場邊界與對應(yīng)的線圈邊平行,今在線圈平面內(nèi)分別以大小相等,方向與正方形各邊垂直的速度,沿四個(gè)不同的方向把線圈拉出場區(qū),則能使a、b兩點(diǎn)電勢差的值最大的是:( ) A.向上
47、拉 B.向下拉 C.向左拉 D.向右拉 6.將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的電阻應(yīng)為 ( ) b a B l A.(2πl(wèi)2nB)2/P B.2(πl(wèi)2nB)2/P C.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P 7.合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強(qiáng)磁場中,如圖9所示,當(dāng)銅環(huán)向右移動(dòng)時(shí)(金屬框不動(dòng)),
48、下列說法中正確的是 ( ) A.銅環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因?yàn)榇磐繘]有發(fā)生變化 B.金屬框內(nèi)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,因?yàn)榇磐繘]有發(fā)生變化 C.金屬框ab邊中有感應(yīng)電流,因?yàn)榛芈穉bfgea中磁通量增加了 D.銅環(huán)的半圓egf中有感應(yīng)電流,因?yàn)榛芈積gfcde中的磁通量減少 8.如圖9所示,矩形線框abcd的ad和bc的中點(diǎn)M、N之間連接一電壓表,整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向與線框平面垂直,當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí),以下說法正確的是( ) A.穿過線框的磁通量不變化,MN間無電勢差 B.MN這段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),MN間有電勢差 C.MN間有電勢差,所以電壓表有讀數(shù)
49、D.因?yàn)闊o電流通過電壓表,所以電壓表無讀數(shù) a b d c 3v v 9.如圖所示,垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi),有一位于紙面的.電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v.3v速度勻速拉出磁場,則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場的兩次過程中( )CD ) A.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同 B.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同 C.導(dǎo)體框ad邊兩端電勢差相同 D.通過導(dǎo)體框截面的電量相同 10.如圖14所示,在連有電阻R=3r的裸銅線框ABCD上,以AD為對稱軸放置另一個(gè)正方形的小裸銅線框abcd,整個(gè)小線框處于垂直框面向里、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.已
50、知小線框每邊長L,每邊電阻為r,其它電阻不計(jì)。現(xiàn)使小線框以速度v向右平移,則通過電阻R的電流為 及R兩端的電壓為 . 11.如圖18所示,平行金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì),ab、cd的電阻均為R,長為l,另外的電阻阻值為R,整個(gè)裝置放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)ab、cd以速率v向右運(yùn)動(dòng)時(shí),通過R的電流強(qiáng)度為 600 v b c a 圖12 B 12.由同種材料構(gòu)成的均勻金屬桿abc處于磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里,如圖12所示.已知Lab=Lbc=20cm,當(dāng)金屬桿在圖中標(biāo)明的速度方向運(yùn)動(dòng)時(shí),測得a、c
51、兩點(diǎn)間的電勢差是3.0V,求: (1)金屬桿的移動(dòng)速度; (2)a、b兩點(diǎn)間的電勢差。 13.如圖所示,固定在勻強(qiáng)磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd,各邊長為L,其中ab是一段電阻為R的均勻電阻絲,其余三邊電阻可忽略不計(jì),磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,現(xiàn)有一段與ab段的材料、粗細(xì)、長度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上,以恒定的速度v從ad邊滑向bc.當(dāng)PQ滑過的距離時(shí),通過aP段電阻絲的電流是多大? v A 60° B B P Q C 14.用電阻為18Ω的均勻?qū)Ь€彎成圖5中直徑D=0.80m的封閉金屬圓環(huán),環(huán)上AB弧所對圓心角為60°,將圓環(huán)垂直于磁感線方向固定在磁
52、感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于紙面向里。一根每米電阻為1.25Ω的直導(dǎo)線PQ,沿圓環(huán)平面向左以3.0m/s的速度勻速滑行(速度方向與PQ垂直),滑行中直導(dǎo)線與圓環(huán)緊密接觸(忽略接觸處的電阻),當(dāng)它通過環(huán)上A、B位置時(shí),求: (1)直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢,并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向。 (2)此時(shí)圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率。 三、含電容器電路運(yùn)算: R2 R1 S C N M 圖3 【例5】
53、 如圖3所示,
54、匝數(shù)N=100匝、截面積S=0.2m2、電阻r=0.5Ω的圓形線圈MN處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按B=0.6+0.02t(T)的規(guī)律變化.處于磁場外的電阻R1=3.5Ω,R2=6Ω,電容C=30μF,開關(guān)S開始時(shí)未閉合,求: (1)閉合S后,線圈兩端M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN和電阻R2消耗的電功率; (2)閉合S一段時(shí)間后又打開S,則S斷開后通過R2的電荷量為多少? 【課后練習(xí)五十四(三)】 15.如圖17所示,勻強(qiáng)磁場B=0.1T,金屬棒AB長0.4m,與框架寬度相同,電阻為R=,框架電阻不計(jì),電阻R1=2Ω,R2=1Ω,當(dāng)金屬棒以5m/
55、s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),求: (1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大? (2)若圖中電容器C為0.3μF,則充電量多少? 第五十五課時(shí):圖象問題 【例1】如右圖甲所示緊靠在一起的線圈A與B,當(dāng)給線圈A通以右圖乙所示的電流(規(guī)定由a進(jìn)入b流出為電流正方向)時(shí),則線圈B兩端的電壓變化應(yīng)為下圖中的( A ) (A) (B) (C) (D) I 0 t I 0 t I t 0 0 I t 【例2】圖中兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁
56、場,虛線間的距離為l,磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l。t=0時(shí)刻,bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)?,F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a?b?c?d?a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?,則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線可能是 ( ) a b c d e g 左 右 圖一 f t O θ 圖二 【例3】如圖一所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,
57、金屬桿ab與金屬框架接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻,其他部分電阻忽略不計(jì)。現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動(dòng),運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架。圖二為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系,則圖三中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是 : ( ) F t O θ 圖三 F t O F t O θ F t O θ A B C D 【課后練習(xí)五十五(1-4單選,5-8多選)】 1.一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中,第一秒內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)
58、度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖12所示,則第二秒內(nèi)線圈中感應(yīng)電流大小變化和方向是:( ) A.逐漸增加逆時(shí)針 B.逐漸減小順時(shí)針 C.大小恒定順時(shí)針 D.大小恒定逆時(shí)針 t i2 0 T/2 T 乙 i1 0 T/2 T t C i1 t 0 A t i1 0 T/2 T B i1 t 0 T/2 T D i1 i2 G 甲 2.如圖甲,在線圈中通入電流后,在上產(chǎn)生感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,則通入線圈中的電流隨時(shí)間變化圖線是下圖中的?(、中電流正方向如圖甲中箭頭)( )
59、 3.如圖虛線上方空間有垂直線框平面的勻強(qiáng)磁場,直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針為正方向,那么在圖中能正確描述線框從圖所示位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化情況的是( A ) 4.如圖5所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈A中通以如下面右圖所示的變化電流,t=0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖中箭頭所示).在-時(shí)間內(nèi),對于線圈B,下列說法中正確的是( ) A.線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流,線圈有擴(kuò)張的趨勢 B.線圈B內(nèi)有順時(shí)針方向的電流,線圈有收縮的趨勢 C.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流
60、,線圈有擴(kuò)張的趨勢 D.線圈B內(nèi)有逆時(shí)針方向的電流,線圈有收縮的趨勢. 5.如圖甲所示的四種磁場變化情況中,能產(chǎn)生如圖乙所示的電場的是( AC ) 6.如圖甲所示,一個(gè)閉合矩形金屬線圈abcd從一定高度釋放,且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上.在它進(jìn)入一個(gè)有直線邊界的足夠大的勻強(qiáng)磁場的過程中,取線圈dc邊剛進(jìn)磁場時(shí)t=0,則描述其運(yùn)動(dòng)情況的圖線可能是圖乙中的( ) v v v t o v t D A BB o o o t t C 乙 × × × × × × × × × 甲 a b c d
61、
7.(00上海)如圖(a),圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸。Q中通有變化電流,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(b)所示。P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N,則( )
A.t1時(shí)刻N(yùn)>G
B.t2時(shí)刻N(yùn)>G
C.t3時(shí)刻N(yùn) 62、Q與框架間的摩擦力在時(shí)間0~t1內(nèi)的變化情況的說法中,有可能正確的是 ( )
A.一直增大
B.一直減小
C.先減小,后增大
D.先增大,后減小.
9.水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置,問距為L,一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接;導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見右上圖),金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì);均勻磁場豎直向下.用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)改變拉力的大小時(shí),相對應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)變化,v與F的關(guān)系如右下圖.(取重力加速度g=10m/s2)
(1) 63、金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?
(3)由v—F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?
第五十六課時(shí):電磁感應(yīng)中的能量問題:
常用思路:
1.克服安培力做功等于產(chǎn)生的總電熱。
2.由能得轉(zhuǎn)化和守恒定律求解。
【例1】兩根光滑的金屬導(dǎo)軌,平行放置在傾角為q 的斜面上.導(dǎo)軌的下端接有電阻R,導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于斜面向上,質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒ab,在沿斜面與棒垂直的恒力F作用下,沿斜面勻速上滑,并上升h高度,如圖16-4-17所示,在這個(gè)過程中: 64、( )
A.作用于金屬棒上的各力的合力所做的功等于零
B.作用于金屬棒上的各力的合力所做的功等于mgh與電阻上發(fā)出的焦耳熱之和
C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零
D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱
【例2】光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示,拋物的方程是y=x2,下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中虛線所示),一個(gè)小金屬環(huán)從拋物線上y=b(b
65、中,abcd是電阻不計(jì)的金屬絲制成的長方形線框.質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN的長度為l,電阻是R,它可在ab邊與dc邊上無摩擦的滑動(dòng),且接觸良好.線框處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.,MN在力F作用下,在ad與bc之間做簡諧運(yùn)動(dòng),圖中的點(diǎn)劃線為其平衡位置,且點(diǎn)劃線、MN都與ad平行.棒MN的最大速度是vm,此過程中有下列說法,其中正確的是 ( )
A.F就是棒MN做簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力
B.棒受到的安培力和回復(fù)力是同時(shí)變大或變小的
C.F與安培力大小相等時(shí)的功率為
D.F的功率與電功率總是相等的
2.如圖所示,固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻,但表面粗糙 66、,導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R,質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過程中
①恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能;
②恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;
③克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;
④恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和以上結(jié)論正確的有
A.①② B.②③ C.③④ D.②④ ( )
3.如圖所示,質(zhì)量為M的條形磁鐵與質(zhì)量為m的鋁環(huán),都靜止在光滑的水平面上,當(dāng)在極短的時(shí)間內(nèi)給鋁環(huán)以水平向右的沖量I,使環(huán)向右運(yùn)動(dòng),則下列說法不正確的是 ( )
A.在鋁環(huán)向右運(yùn)動(dòng)的過程中磁鐵也向右運(yùn)動(dòng)
B.磁鐵運(yùn)動(dòng)的最大速度為I/(M+m)
C.鋁環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中,能量最小值為ml2/2(M+m)2
D.鋁環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中最多能產(chǎn)生的熱量為I2/2m
4.如圖所示,在光滑的水平面上,有豎直向下的勻強(qiáng)磁場,分布在寬度為
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