3、變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是( )
A. 線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應電流
B. 穿過線圈a的磁通量變小
C. 線圈a有擴張的趨勢
D. 線圈a對水平桌面的壓力FN將增大
圖9－4
4．如圖9－4所示，D1、D2是兩只相同的燈泡，L 是自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻與R 的阻值相同．關(guān)于燈泡發(fā)光情況正確的是( )
A．當S1接a 時，閉合S ，D1立即變亮
B．當S1接a 時，閉合S待電路穩(wěn)定后再斷開，D1先變得更亮，然后漸漸變暗
C．當S1接b 時，閉合S, D2 將漸漸變亮
D．當S1接b 時，閉合S待電
4、路穩(wěn)定后再斷開，D2 先變得更亮，然后漸漸變暗
圖9－5
5．如圖9－5所示，足夠長金屬導軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導軌上．虛線上方有垂直紙面向里的勻強磁場，虛線下方有豎直向下的勻強磁場．a(chǎn)b、cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)均為μ，兩棒總電阻為R，導軌電阻不計．開始兩棒均靜止在圖示位置，當cd棒無初速釋放時，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導軌向上做勻加速運動．則( )
A．a(chǎn)b棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運動后勻速運動
C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機械能之和
圖9－6
5、
6．如圖9－6所示，兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反，磁感應強度的大小均為B，磁場區(qū)域的寬度均為2a，一個直徑為2a的導線圓環(huán)從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩個磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，則感應電流I與導線圓環(huán)移動距離x的關(guān)系圖像正確的是( )
圖9－7
7．一足夠長的銅管豎直放置，將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)，不考慮磁鐵與銅管間的摩擦，磁鐵的運動速度可能是( )
A．逐漸增大到定值后保持不變
B．逐漸增大到一定值時又開始堿小，然后又越來越大
C．逐漸增大到一定值時又開始減小，到一定值后保持不變
D．逐漸增大到一定值時又開始減
6、小到一定值之后在一定區(qū)間變動
8．如圖9－8所示，位于水平面內(nèi)間距為L的光滑平行導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面，導軌左端用導線相連，一質(zhì)量為m、長為L的直導體棒兩端放在導軌上，并與之密接．已知導軌單位長度的電阻為r，導線和導體棒的電阻均忽略不計．從 t＝0時刻起，導體棒在平行于導軌的拉力作用下，從導軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運動，求：
(1)t時刻導體棒中的電流I和此時回路的電功率P；
(2)t時間內(nèi)拉力做的功．
圖9－8
9．如圖9－9甲所示，斜
7、面傾角為37°，一寬為d＝0.43 m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一長方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行．取斜面底部為零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段．已知線框的質(zhì)量為m＝0.1 kg，電阻為R＝0.06 Ω，重力加速度取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.
(1)求金屬線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；
(2)求金屬線框剛進入磁場到恰完全進入磁場所用的時間t；
(3)求金屬線框穿越磁場的過程中，線框中產(chǎn)生電熱的最大功
8、率Pm；
(4)請在圖丙中定性地畫出：在金屬線框從開始運動到完全穿出磁場的過程中，線框中感應電流I的大小隨時間t變化的圖像．
甲 乙 丙
圖9－9
專題限時集訓(九)
1．D [解析] 設線框進入磁場前，線框和重物的加速度大小均為a，繩上彈力大小為T，則T－mgsin θ＝ma，Mg－T＝Ma，聯(lián)立可得a＝，選項A錯誤；設線框進入磁場時做勻速運動的速度為v，則根據(jù)線框的平衡條件可得mgsin θ＋F安＝Mg，其中F安＝，可得v＝，選項B錯誤；線框做勻速運動的總時間t＝＝，選項C錯誤；根據(jù)能量守恒定律，該勻速運動過程中系統(tǒng)減少的重力勢能等于
9、產(chǎn)生的焦耳熱，所以Q＝(Mg－mgsin θ)l2，選項D正確．
2．D [解析] C上有缺口，進入磁場不受安培力，故加速度為g，A、B線圈進入磁場過程中，受到安培力和重力，有mg－＝ma，且m＝ρ·4LS，R＝ρ′，得a＝g－，A、B線圈加速度一樣，選項D正確．
3．D [解析] 若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，螺線管b中的電流增大，穿過線圈a的磁通量變大，根據(jù)楞次定律，線圈a中產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應電流，線圈a有縮小的趨勢，線圈a對水平桌面的壓力FN將增大，選項D正確．
4．D [解析] 當S1接a 時，閉合S ，L通電自感，D1將逐漸變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開，D1漸漸變暗，選項A
10、、B錯誤；當S1接b 時，閉合S ，D2 將立即變亮，待電路穩(wěn)定后再斷開，L斷電自感產(chǎn)生自感電動勢，D2 先變得更亮，然后漸漸變暗，選項C錯誤，選項D正確．
5．A [解析] 根據(jù)右手定則可判斷出ab棒中電流方向由b到a，選項A正確；由左手定則可判斷出cd棒受到的安培力垂直導軌平面向里，由于ab棒做勻加速運動，回路中的感應電流逐漸增大，cd棒受到的安培力逐漸增大，故cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運動，最后停止運動， cd棒所受摩擦力的最大值大于cd棒的重力，選項B、C錯誤；對ab棒分析，由動能定理可知WF－WG
11、－W安＝mv2，故力F做的功等于ab棒產(chǎn)生的電熱與增加的機械能之和，選項D錯誤．
6．C
7．A [解析] 永久磁鐵塊由管上端口放入管內(nèi)下落的過程，銅管不斷切割磁感線，管中產(chǎn)生感應電流，銅管阻礙磁鐵下落，磁鐵加速下落時，豎直向上的阻力增大，當阻力等于磁鐵的重力時，磁鐵的速度增大到最大，此后保持不變，選項A正確．
8．(1)I＝，P＝ (2)WF＝＋ma2t2
[解析] (1)導體棒由靜止開始做勻加速直線運動．
在t時刻的速度v＝at
位移x＝at2
導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝BLv
由閉合電路歐姆定律知，導體棒中電流I為
I＝ 其中R＝2xr
聯(lián)立以上各式有I＝
12、
此時回路的電功率P＝I2R
解得P＝.
(2)對導體棒，在t時間內(nèi)應用動能定理，有
WF－W安＝mv2
其中安培力做的功W安＝Pt＝
故t時間內(nèi)拉力做的功WF＝＋ma2t2.
9．(1)0.5 (2)0.125 s (3)0.43 W (4)如圖所示
[解析] (1)對圖線①，由功能關(guān)系，有
μmgx1cos θ＝E1－E2
解得μ＝＝0.5.
(2)金屬線框進入磁場前，由牛頓第二定律，有
mgsin θ－μmgcos θ＝ma
解得加速度a＝＝2 m/s2
由運動學公式v＝2ax1
則線框恰進入磁場的速度v1＝1.2 m/s
金屬線框進入磁場后，減少的
13、機械能等于克服安培力和摩擦力所做的功，機械能均勻減少，因此安培力為恒力，線框做勻速運動，則
mgsin θ＝FA＋μmgcos θ
由功能關(guān)系，有
·x2＝E2－E3
解得x2＝0.15 m
剛進入磁場到恰完全進入磁場所用的時間t＝＝0.125 s.
(3)線框出磁場時速度最大，線框內(nèi)熱功率最大．
Pm＝I2R＝
又由v＝v＋2a
可得v2＝1.6 m/s
線框勻速進入磁場時，有
FA＋μmgcos 37°＝mgsin 37°，
可求出FA＝0.2 N，
又因為FA＝BIL＝，
可求出B2L2＝0.01 T2·m2
Pm＝I2R＝＝0.43 W.
(4)圖像如圖所示．
高考物理二輪作業(yè)手冊 專題限時集訓 第9講 電磁感應
