高中物理 第四章 法拉第電磁感應定律的應用習題課隨堂對點練 新人教版選修32.doc

【金版教程】2015-2016學年高中物理 第四章 法拉第電磁感應定律的應用習題課隨堂對點練 新人教版選修3-2知識點一楞次定律、電磁感應現象1如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流i，矩形線框與導線在同一豎直平面內，且一邊與導線平行。線框由靜止釋放，在下落過程中()a穿過線框的磁通量保持不變b線框中感應電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機械能不斷增大答案b解析線框下落過程中，穿過線框的磁通量減小，選項a錯誤；由楞次定律可判斷出感應電流方向一直沿順時針方向，選項b正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項c錯誤；在下落過程中，安培力對線框做負功，則其機械能減小，選項d錯誤。2如圖所示，矩形線框abcd放置在水平面內，磁場方向與水平方向成角，已知sin，回路面積為s，磁感應強度為b，則通過線框的磁通量為()abs b.bsc.bs d.bs答案b解析在磁通量bs公式中，b與s必須垂直，若b與s不垂直，則s要轉化為垂直于b的有效面積，也可以將b轉化為垂直于s的垂直分量，故bssinbs。知識點二電磁感應中的圖象3矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應強度b隨時間變化的規(guī)律如圖甲所示。若規(guī)定順時針方向為感應電流i的正方向，下列各圖(圖乙)中正確的是()答案d解析本題利用楞次定律可判斷感應電流的方向。01 s內b垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律判斷出感應電流的磁場方向向外，根據安培定則知感應電流的方向為逆時針，即電流的方向為負，排除a、c選項；23 s內，b垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產生的感應電流方向為順時針方向，排除b選項，d正確。知識點三電磁感應中的能量關系4. 如圖所示，由7根長度都是l的金屬桿連接成的一個“日”字形的矩形金屬框abcdef，放在紙面所在的平面內。有一個寬度也為l的勻強磁場，磁場邊界跟cd桿平行，磁感應強度的大小是b，方向垂直于紙面向里，金屬桿af、be、cd的電阻都為r，其他各桿的電阻不計，各桿端點間接觸良好。現以速度v勻速地把金屬框從磁場的左邊界水平向右拉，從cd桿剛進入磁場瞬間開始計時，求：(1)cd桿在磁場中運動的過程中，通過af桿的電流；(2)從開始計時到金屬框全部通過磁場的過程中，金屬框中電流所產生的總熱量q。答案(1)(2)解析在“日”字形矩形金屬框穿過磁場的過程中，cd、be和af依次切割磁感線作為電源對其他兩段導體供電，af桿中的電流和產生的電熱q可用歐姆定律和電熱公式求解。(1)cd桿在磁場中運動時，cd桿作為電源，產生的電動勢為eblv由歐姆定律，回路中的電流i通過af中的電流i1i(2)在線框穿過磁場的過程中，三桿依次充當電源，但電路的連接關系不變。由焦耳定律qi2rtietblv。知識點四電磁感應中電路問題5均勻導線制成的正方形閉合線框abcd，每邊邊長為l，總電阻為r，總質量為m。將其置于磁感應強度為b的水平勻強磁場上方h處，如圖所示，線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時，(1)求線框中產生的感應電動勢的大??；(2)求c、d兩點間的電勢差大?。?3)若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應滿足的條件。答案(1)bl(2)bl(3)h解析cd邊剛進入磁場時，切割磁感線相當于電源，所以cd兩點間的電勢差大小等于電源的路端電壓。(1)線框下落h的過程中做自由落體運動，由運動學公式得，cd邊剛進入磁場時，線框速度v剛進入磁場時cd邊切割磁感線，所以線框中產生的感應電動勢eblvbl。(2)由歐姆定律知，此時線框中電流icd兩點間的電壓uirbl。(3)安培力fbil根據牛頓第二定律mgfma，由a0解得下落高度滿足h。6某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置，如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向。匝數為n的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉動，bc和ad邊同時進入磁場。在磁場中，兩條邊所經過處的磁感應強度大小均為b、方向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為r。求：(1)線圈切割磁感線時，感應電動勢的大小em；(2)線圈切割磁感