《2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2(5页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2知识点一楞次定律、电磁感应现象1如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行。线框由静止释放,在下落过程中()A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大答案B解析线框下落过程中,穿过线框的磁通量减小,选项A错误;由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向,选项B正确;线框受到的安培力的合力竖直向上,但小于重力,则合力不为零,选项C错误;在下落过程中,安培力对线框做负功,则其机
2、械能减小,选项D错误。2如图所示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成角,已知sin,回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为()ABS B.BSC.BS D.BS答案B解析在磁通量BS公式中,B与S必须垂直,若B与S不垂直,则S要转化为垂直于B的有效面积,也可以将B转化为垂直于S的垂直分量,故BSsinBS。知识点二电磁感应中的图象3矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列各图(图乙)中正确的是()答案D解析本题利用楞次定律可
3、判断感应电流的方向。01 s内B垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律判断出感应电流的磁场方向向外,根据安培定则知感应电流的方向为逆时针,即电流的方向为负,排除A、C选项;23 s内,B垂直纸面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除B选项,D正确。知识点三电磁感应中的能量关系4. 如图所示,由7根长度都是L的金属杆连接成的一个“日”字形的矩形金属框abcdef,放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场,磁场边界跟cd杆平行,磁感应强度的大小是B,方向垂直于纸面向里,金属杆af、be、cd的电阻都为r,其他各杆的电阻不计,各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框
4、从磁场的左边界水平向右拉,从cd杆刚进入磁场瞬间开始计时,求:(1)cd杆在磁场中运动的过程中,通过af杆的电流;(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中,金属框中电流所产生的总热量Q。答案(1)(2)解析在“日”字形矩形金属框穿过磁场的过程中,cd、be和af依次切割磁感线作为电源对其他两段导体供电,af杆中的电流和产生的电热Q可用欧姆定律和电热公式求解。(1)cd杆在磁场中运动时,cd杆作为电源,产生的电动势为EBLv由欧姆定律,回路中的电流I通过af中的电流I1I(2)在线框穿过磁场的过程中,三杆依次充当电源,但电路的连接关系不变。由焦耳定律QI2RtIEtBLv。知识点四电磁感应中
5、电路问题5均匀导线制成的正方形闭合线框abcd,每边边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示,线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,(1)求线框中产生的感应电动势的大小;(2)求c、d两点间的电势差大小;(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。答案(1)BL(2)BL(3)h解析cd边刚进入磁场时,切割磁感线相当于电源,所以cd两点间的电势差大小等于电源的路端电压。(1)线框下落h的过程中做自由落体运动,由运动学公式得,cd边刚进入磁场时,线框速度v刚进入磁
6、场时cd边切割磁感线,所以线框中产生的感应电动势EBLvBL。(2)由欧姆定律知,此时线框中电流Icd两点间的电压UIRBL。(3)安培力FBIL根据牛顿第二定律mgFma,由a0解得下落高度满足h。6某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F。答案(1)2NBl2(2)解析(1)bc、ad边的运动速度v,感应电动势Em4NBlv,解得Em2NBl2。(2)电流:Im安培力:F2NBIml解得F。