2019高中物理 第一章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1.4 電磁感應(yīng)的案例分析練習(xí)(含解析)滬科選修3-2.docx
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電磁感應(yīng)的案例分析課時(shí)演練促提升A組1.如右圖所示,一水平放置的圓形通電線圈a固定,另一較小的圓形線圈b從a的正上方下落,在下落過程中兩線圈始終保持平行且共軸,則線圈b從線圈a的正上方下落過程中,從上往下看線圈b應(yīng)是()A.無(wú)感應(yīng)電流,有動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)B.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C.先有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,后有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.先有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,后有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流答案:C2.如右圖所示,相距為d的兩水平直線L1和L2是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(LL)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)。設(shè)導(dǎo)線框在穿過磁場(chǎng)區(qū)的過程中,不計(jì)空氣阻力,它的上下兩邊保持水平,線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。若線框在位置、時(shí),其加速度a1、a2、a3的方向均豎直向下,則()A.a1=a3g,a2=gB.a1=a3g,a2=0C.a1a3g,a2=gD.a3a1g,a2=g解析:當(dāng)線框在位置時(shí),根據(jù)楞次定律,磁場(chǎng)力方向向上,故a1g;當(dāng)線框在位置時(shí),磁通量沒有變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故a2=g;當(dāng)線框在位置時(shí),由于此時(shí)的切割速度大于位置的切割速度,此時(shí)的磁場(chǎng)力大于位置的磁場(chǎng)力,故a3Q2 ,q1=q2B.Q1Q2 ,q1q2C.Q1=Q2 ,q1=q2D.Q1=Q2 ,q1q2解析:根據(jù)功能關(guān)系,線框上產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做功。由F=BIL,I=ER,E=BLv,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=W1=F1L2=B2L12vRL2=B2SvRL1。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=W2=F2L1=B2L22vRL1=B2SvRL2。由于L1L2,所以Q1Q2。由I=qt,E=t,E=IR,聯(lián)立解得:q=R。兩次磁通量變化相同,所以q1=q2,選項(xiàng)A正確。答案:A5.(2014湖南長(zhǎng)沙檢測(cè))如圖甲所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L=0.20 m,電阻R=1.0 ;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于軌道向下,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t關(guān)系如圖乙所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a。解析:導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),用v表示其速度,t表示時(shí)間,則有v=at桿切割磁感線,將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流I=ER桿受到的安培力F安=IBL根據(jù)牛頓第二定律,有F-F安=ma聯(lián)立以上各式,得F=ma+B2L2Rat由圖線上取兩點(diǎn)代入式,可解得a=10m/s2,m=0.1kg。答案:0.1 kg10 m/s26.(2014北京海淀檢測(cè))用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框abba。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間,其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)??烧J(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極之間,磁極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落的過程中保持水平(不計(jì)空氣阻力)。(1)求方框下落的最大速度vm(設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng))。(2)當(dāng)方框下落的加速度為g2時(shí),求方框的發(fā)熱功率P。(3)已知方框下落時(shí)間為t時(shí),下落高度為h,其速度為vt(vtvm)。若在同一時(shí)間t內(nèi),方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同,求恒定電流I0的表達(dá)式。解析:(1)方框的質(zhì)量m=4LAd,方框的電阻R=4LA,方框下落的速度為v時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=B2Lv,感應(yīng)電流I=ER=BAv2方框下落的過程中受到重力G及安培力F的作用,有:G=mg=4LAdg,方向豎直向下F=BI2L=B2ALv,方向豎直向上當(dāng)F=G時(shí),方框達(dá)到最大速度,即v=vm,則有:B2ALvm=4LAdg解得:方框下落的最大速度vm=4dB2g。(2)方框下落的加速度為g2時(shí),有:mg-BI2L=mg2解得:I=mg4BL=AdgB方框的發(fā)熱功率P=I2R=4ALd2g2B2。(3)根據(jù)能量守恒定律有:mgh=12mvt2+I02Rt解得:I0=mRtgh-12vt2即恒定電流I0的表達(dá)式為:I0=Adtgh-12vt2。答案:(1)4dB2g(2)4ALd2g2B2(3)I0=Adtgh-12vt2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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