第9章-第3單元電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件

一、電磁感應(yīng)中的電路問題1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源．因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起．2．解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；

(2)畫等效電路；

(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解．【特別提醒】(1)某段導(dǎo)體作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積．(2)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)電壓．當(dāng)其電阻不計(jì)時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)．(3)某段導(dǎo)體做電源，斷路時(shí)電壓等于電動(dòng)勢(shì)．

[基礎(chǔ)自測(cè)]1．用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長(zhǎng)為0.2m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．當(dāng)磁場(chǎng)以10T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中a，b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是(

)

A．Uab＝0.1V

B．Uab＝－0.1V

C．Uab＝0.2V

D．Uab＝－0.2VB二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起．解決的基本方法如下：

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；

(2)求回路中的電流；

(3)分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分析)；

(4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程．2．兩種狀態(tài)處理

(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)——靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 處理方法：根據(jù)平衡條件——合外力等于零列式分析．

(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)——加速度不等于零． 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析．

[基礎(chǔ)自測(cè)]2．如圖所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框bacd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動(dòng)．桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)．開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則 (

)A．ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速B．ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C．ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)D．ef將往返運(yùn)動(dòng)A三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題1．電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程．電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力作用，因此要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功．此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．2．求解電能的主要思路

(1)利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；

(2)利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；

(3)利用電路特征來求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來計(jì)算．3．解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟

(1)確定等效電源．

(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化．

(3)根據(jù)能量守恒列方程求解．

[基礎(chǔ)自測(cè)]3．(2014·長(zhǎng)春調(diào)研)如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQM為圓內(nèi)接三角形，且PM為圓的直徑，三角形的各邊由材料相同的細(xì)軟彈性導(dǎo)線組成(不考慮導(dǎo)線中電流間的相互作用)．設(shè)線圈的總電阻為r且不隨形狀改變，此時(shí)∠PMQ＝37°，下列說法正確的是 (

)A四、電磁感應(yīng)中的圖象問題圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象，即B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和I－t圖象(2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即E－x圖象和I－x圖象問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識(shí)左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)等D1．基本方法

(1)確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體，該部分導(dǎo)體可視為等效電源．

(2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖．

(3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等．對(duì)電磁感應(yīng)電路問題的理解

2．問題歸類

(1)以部分電路歐姆定律為中心，包括六個(gè)基本物理量(電壓、電流、電阻、電功、電功率、電熱)，三條定律(部分電路歐姆定律、電阻定律和焦耳定律)，以及若干基本規(guī)律(串、并聯(lián)電路特點(diǎn)等)；

(2)以閉合電路歐姆定律為中心，討論電動(dòng)勢(shì)概念，閉合電路中的電流、路端電壓以及閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化．3．常見的一些分析誤區(qū)

(1)不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向．因產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分電路為電源部分，故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流，而外電路中的電流方向仍是從高電勢(shì)到低電勢(shì)．

(2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒有注意等效電源的內(nèi)阻對(duì)電路的影響．

(3)對(duì)連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是路端電壓，而不是等效電源的電動(dòng)勢(shì)．[關(guān)鍵一點(diǎn)](1)求解一段時(shí)間內(nèi)的電量用電流平均值．(2)求一段時(shí)間內(nèi)的熱量用電流的有效值．(3)求瞬時(shí)功率要用瞬時(shí)值，求解平均功率要用有效值．

兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長(zhǎng)度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為x的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大?。?2)電容器所帶的電荷量q.【審題指導(dǎo)】

ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為電源電動(dòng)勢(shì)，可由E＝Blv計(jì)算，其中v為所求，再結(jié)合歐姆定律、焦耳定律、電容器及運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)列方程可解得．【歸納拓展】

解決此類問題要分清電路的組成，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的部分為電源，其電路部分為內(nèi)電路，其余則為外電路，然后畫出等效電路圖，再結(jié)合電磁感應(yīng)定律及直流電路的知識(shí)即可求解．AC1．圖象問題的特點(diǎn)

考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算.2．解題關(guān)鍵

弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵．電磁感應(yīng)圖象問題分析

3．解決圖象問題的一般步驟

(1)明確圖象的種類，即是B－t圖還是Φ－t圖，或者E－t圖、I－t圖等．

(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程．

(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系．

(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式．

(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等．

(6)畫圖象或判斷圖象．

一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖甲所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則下圖所示的I－t圖中正確的是(

)A【審題指導(dǎo)】

先由楞次定律判定感應(yīng)電流的方向，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小情況．【解析】

由圖乙可知，在0～1s的時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，和圖甲中所示電流方向相反，所以為負(fù)值，B選項(xiàng)和C選項(xiàng)都錯(cuò)誤；

【歸納拓展】

電磁感應(yīng)圖象問題，也與其他部分的圖象問題一樣，要從圖象的坐標(biāo)軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積等方面挖掘解題信息．不同的是，這部分的圖象問題，除從圖象挖掘信息之外，還要用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、左手定則等加以分析判斷．

[針對(duì)訓(xùn)練]2．(2013·福建理綜，18)如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻．線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線OO′平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣的影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律(

)A1．兩種狀態(tài)處理

(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)——靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析．

(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)——加速度不為零． 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析．電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析

2．電磁感應(yīng)問題中兩大研究對(duì)象及其相互制約關(guān)系4．兩種常見類型[關(guān)鍵一點(diǎn)]當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)存在著臨界條件時(shí)：(1)導(dǎo)體初速度等于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體勻速切割磁感線運(yùn)動(dòng)．(2)初速度大于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先減速，后勻速運(yùn)動(dòng)．(3)初速度小于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先加速，后勻速運(yùn)動(dòng)．

如下圖(a)所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦．(a)

(b)(1)由b向a方向看到的裝置如上圖(b)所示請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大?。?3)求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值．(a)

(b)【解析】

(1)如圖所示，桿ab受：重力mg，豎直向下；支持力FN，垂直于斜面向上；安培力F，沿斜面向上．【審題指導(dǎo)】

桿ab由靜止開始加速下滑，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿受到隨速度增大而增大的安培力，方向沿斜面向上．當(dāng)安培力大小等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，桿ab速度達(dá)最大值．【歸納拓展】

解決這類問題的一般思路是：根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流→安培力→合力→加速度→速度→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→……周而復(fù)始地循環(huán)[注意：當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，a＝0，速度達(dá)到最大值(臨界值)]．

[針對(duì)訓(xùn)練]3．(2013·課標(biāo)Ⅰ，25)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L(zhǎng).導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面．在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸．已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g.忽略所有電阻．讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系．1．過程分析

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程．

(2)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功．此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．

(3)當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．電磁感應(yīng)中的能量問題分析

2．求解思路

(1)利用安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；

(2)利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；

(3)利用電路特征求解：即根據(jù)電路結(jié)構(gòu)直接計(jì)算電路中所產(chǎn)生的電能．3．解題步驟

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向．

(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式．

(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用動(dòng)能定理或能量守恒關(guān)系，得到機(jī)械功率的改變所滿足的方程．

如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略．初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．(1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力．(2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？【審題指導(dǎo)】

解答本題時(shí)，借助法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后利用F＝BIL求出安培力，棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，其動(dòng)能、彈簧彈性勢(shì)能及電能相互轉(zhuǎn)化，可利用功能關(guān)系或能量守恒求得結(jié)果．【歸納拓展】

安培力做功，數(shù)值上等于產(chǎn)生的電能，電能通過電流做功，轉(zhuǎn)化為焦耳熱或其他形式的能(如機(jī)械能)．[針對(duì)訓(xùn)練]4．(2014·石家莊質(zhì)檢)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r＝2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)．在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，CE＝0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示．開始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫螅瑢?duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹担饘侔粼诖艌?chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變．求：

(1)t＝0.1s時(shí)電壓表的讀數(shù)；(2)恒力F的大小；(3)從t＝0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量．1．(2013·課標(biāo)Ⅰ，17)如圖，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒

ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌．空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)．用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是(

)

A2．(2014·唐山下學(xué)期一模)如圖所示，豎直放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計(jì))，上端接一阻值為R的電阻，電阻值為2R的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．將金屬棒ab由靜止釋放，當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，上端所連電阻上的電功率為P，則此時(shí)(

)A．重力功率可能為P

B．重力功率可能為3PC．安培力大小為P/vD．安培力大小為3P/vBD3．(2013·天津理綜)如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則(

)A．Q1>Q2，q1＝q2

B．Q1>Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2

D．Q1＝Q2，q1>q2A4．(2013·安徽理綜)如圖所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1ΩA一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2kg，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T．將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6)()A．2.5m/s1W

B．5m/s1WC．7.5m/s9W

D．15m/s9WB5．(2012·天津理綜，11)如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.5m，左端接有阻值R＝0.3Ω的電阻．一質(zhì)量m＝0.1kg，電阻r＝0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x＝9m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功WF.課時(shí)作業(yè)(二十七)

一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．如圖所示，正方形金屬框四條邊電阻相等，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直線框平面且剛好充滿整個(gè)線框，現(xiàn)以相同的速率分別沿甲、乙、丙、丁四個(gè)方向?qū)⒕€框拉出磁場(chǎng)．欲使a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差最大，則拉力應(yīng)沿(

)A．甲方向B．乙方向C．丙方向D．丁方向D2．如圖所示，MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌，M、P間連接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，圖中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動(dòng)、速度為v，與導(dǎo)軌接觸良好，圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等，設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略，當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)(

)A．有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為dBv/RB．沒有感應(yīng)電流通過電阻RC．沒有感應(yīng)電流流過金屬圓環(huán)，因?yàn)榇┻^圓環(huán)的磁通量不變D．有感應(yīng)電流流過金屬圓環(huán)，且左、右兩部分流過的電流相同AD3．如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．如果B增大，vm將變大B．如果α變大，vm將變大C．如果R變大，vm將變大D．如果m變大，vm將變大A4．(2013·山東理綜)將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)．回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中．回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是(

)B5．如圖所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的動(dòng)能，若外力對(duì)環(huán)做的功分別為Wa、Wb，則Wa∶Wb為(

)A．1∶4 B．1∶2C．1∶1 D．不能確定A6．(2012·四川理綜)(多選)半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示，則(

)AD7．(2014·浙南、浙北部分學(xué)校第二學(xué)期3月聯(lián)考試題)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為a的正方形金屬線框ABCD，其一條對(duì)角線AC和y軸重合、頂點(diǎn)A位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處．在y軸的右側(cè)的Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)有—垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上的邊界與線框的AB邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行．t＝0時(shí)刻，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、AB間的電勢(shì)差UAB隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的(

)AD8．(2014·云南部分名校統(tǒng)考)(多選)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，將ab棒在導(dǎo)軌上無初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，速度為v，電阻R上消耗的功率為P.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)．下列判斷正確的是(

)A．導(dǎo)體棒的a端比b端電勢(shì)低B．a(chǎn)b棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)C．若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速度將變?yōu)樵瓉淼?/2D．若換成一根質(zhì)量為原來2倍的導(dǎo)體棒，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍BD9．如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、