44法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)6

1、第四章：電磁感應(yīng)4.4法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)6轉(zhuǎn)軸垂直于磁場，若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律1. 單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示，貝U0D過程中（）A. 線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大B. 線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢為零C. 線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢最大一3L2刈0Er=V=°.4V，DD. 線圈中0至D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢為0.4V解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律知線圈中0至D時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢2項(xiàng)正確；由感應(yīng)電動(dòng)勢的物理意義知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的大小和磁通量的改變量均無必然聯(lián)系，僅由磁通量的變化率號(hào)決定，而任何時(shí)刻磁通量的變化率詈就是-t圖象上該時(shí)刻切線的斜率

2、，不難看出0時(shí)刻處切線斜率最大，D點(diǎn)處切線斜率最小為零，故A、B正確，C錯(cuò)誤。解析：ABD2. 如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)，其電阻為R,繞通過某直徑的軸OO以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.從金屬圓環(huán)的平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，求金屬圓環(huán)由圖示位置分別轉(zhuǎn)過30°角和由30°角轉(zhuǎn)到330°角的過程中，金屬圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢各是多大？答案：3B31畫出ab兩端電壓的Ut圖線.(要求寫出作圖依據(jù))*3，5解析：初始位置時(shí)穿過金屬圓環(huán)的磁通量1=0;由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時(shí)，金屬圓環(huán)在垂直于磁場方11向上的投影面積為S2=msin30=2m

3、，此時(shí)務(wù)過金屬圓環(huán)的磁通重O2=BS2=B<由圖示位置轉(zhuǎn)過3301C角時(shí)，金屬圓環(huán)在垂直于磁場方向上的投影面積為&=<sin30=tt,此時(shí)穿過金屬圓環(huán)的磁通量3=B&=；B<2.所以金屬圓環(huán)在轉(zhuǎn)過30°角和由30°角轉(zhuǎn)到330°角的過程中磁通量的變化量分別為25jtm莊35兀t2=一=一=一33335jtm莊35兀t2=一=一=一33332=32=B7f%pe出6丸又%=一=廠,336312匚昭122此過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別為E1=曲=工=3昵，63規(guī)律方法：計(jì)算的常用三法，方法一：磁通量的變化是由面積變化引起的：=B-S.

4、,方法二：磁通量的變化是由磁場變化引起的：=ABS.,方法三：磁通量的變化是由面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度間的角度變化引起的，根據(jù)定義求：=肌一1.3. 在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路.其中水平放置的兩平行板電容器兩極板M、N間距d=10mm,定值電阻R=R?=12Q,R3=2Q,金屬棒ab的電阻r=2Q,其他電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量m=1X1014kg，電荷量q=1>014C的微粒恰好靜止不動(dòng).已知g=10m/s2,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且運(yùn)

5、動(dòng)速度保持恒定.試求：(1) 勻強(qiáng)磁場的方向；ab兩端的電壓；(2) 金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度解析：(1)微粒受到重力和電場力而靜止，因重力豎直向下，則電場力豎直向上，故M板帶正電.ab棒向右切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，ab棒等效于電源，其a端為電源的正極，等效電路如圖所示：由右手定則可判斷，勻強(qiáng)磁場方向豎直向下(2)微粒受到重力和電場力而靜止，則有mg=Eq,E=UrNd143R3的電流1=曾=0.05AR3143R3的電流1=曾=0.05AR3R3的電流1=曾=0.05AR3R3的電流1=曾=0.05AR3曲mgd1X10X10X0刈0所以Umn=言=甘也V=0.1VR3兩端電壓與電容器兩端電壓

6、相等，由歐姆定律得通過R1R2ab棒兩驪的電壓為Uab=Umn+I=0.4VR1十R2(3) 由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢E=Blv,由閉合電路歐姆定律得：E=Uab+Ir=0.5V聯(lián)立可得v=B=1m/s答案：(1)豎直向下(2)0.4V(3)1m/s4. 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,磁場寬度L=3m,一正方形金屬框邊長1=1m，每邊電阻r=0.2Q金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示.求：答案：見解析解析：(1)金屬框進(jìn)入磁場區(qū)時(shí)Ei=Blv=2V,Ii=41=2.5A此電流的方向沿逆時(shí)針，即沿abcda方向.感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間：t

7、i=0.1s金屬框完全在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)：E2=0,12=0無電流持續(xù)的時(shí)間：t2=0.2s金屬框穿出磁場區(qū)時(shí)：E3=Blv=2V,|3=分=2.5A此電流的方向沿順時(shí)針，即沿dcbad方向.感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間：t3=0.1s規(guī)定電流方向逆時(shí)針為正，得It圖線如下圖所示,/MUfv21N;L1>1br:11i1O-10.10,2fXM40r50r6赤,!i-a-2n!iiJ111-3-6.L0.20J0.46.50.6/；(2)金屬框進(jìn)入磁場區(qū)時(shí)ab兩端的電壓Ui=Iir=2.502V=0.5V金屬框完全在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab兩端的電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢：U2=Blv=2V金屬框穿出磁場區(qū)時(shí)ab兩

8、端的電壓U3=E3I3r=i.5Vabcd的電阻為R.ab=bc=cd=da=l,ab、t=0,電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎纱说肬t圖線如下圖所示現(xiàn)將線框以與abcd兩邊始終保持5. 如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形線框垂直的速度v勻速穿過一寬度為21、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個(gè)過程中與邊界平行，令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時(shí)在圖乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象；在圖丙中畫出線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖象解析:解析:令I(lǐng)°=譬，畫出的圖象分為三段，如圖所示:Rt=i=0;2l3l.t=_，i=I0.vv令U0=Blv,圓出的圖象分為三段，如圖所示:Bl