高中物理第4章电磁感应习题课3电磁感应规律的应用练习新人教选修3-2
7页1、习题课3电磁感应规律的应用一、基础练1如图1所示,平行导轨间的距离为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面一根足够长的金属棒与导轨成角放置金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时,通过电阻R的电流为()图1A. B.C. D.答案D解析题中B、l、v满足两两垂直的关系,所以EBlv其中l即E,故通过电阻R的电流为,选D.点评正确理解EBlv,知道适用条件是三个量两两垂直2. 图2中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l.t=0时刻,bc边与磁场区域边界重合(如图).现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是( )答案B解析线框进入时,磁通量是增加的,线框穿出时磁通量是减少的,由楞次定律可判断两次电流方向一定相反,故只能在A、B中选择,再由楞次定律及规定的电流正方向可判断进入时电流为负方向,故选B.3如图3所示,ab和cd是位于水平
2、面内的平行金属轨道,间距为l,其电阻可忽略不计,ac之间连接一阻值为R的电阻ef为一垂直于ab和cd的金属杆,它与ad和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动电阻可忽略整个装置处在匀强磁场中,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度为B,当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时,杆ef所受的安培力为()图3A. B.C. D.答案A4如图4所示,先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出,两次拉动的速度相同第一次线圈长边与磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区,拉力做功W1、通过导线截面的电荷量为q1,第二次线圈短边与磁场边界平行,将线圈全部拉出磁场区域,拉力做功为W2、通过导线截面的电荷量为q2,则()图4AW1W2,q1q2BW1W2,q1q2CW1W2,q1W2,q1q2答案A解析设矩形线圈的长边为a,短边为b,电阻为R,速度为v,则W1BI1baBab,W2BI2baBab,因为ab,所以W1W2.通过导线截面的电荷量q1I1t1q2.5如图5所示,半径为a的圆形区域(图中虚线)内有匀强磁场,磁感应强度为B0.2 T,半径为b的金属圆环与虚线圆同心、共面的放置,磁场与环面垂直,其中a0.
3、4 m、b0.6 m;金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为2 .一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计图5(1)若棒以v05 m/s的速率沿环面向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO的瞬间,MN中的电动势和流过灯L1的电流(2)撤去中间的金属棒MN,将左面的半圆弧OL1O以MN为轴翻转90,若此后B随时间均匀变化,其变化率为 T/s,求灯L2的功率答案(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102 W解析(1)棒滑过圆环直径OO的瞬间,MN中的电动势为动生电动势,EB2av0.8 V.流经L1的电流I0.4 A(2)电路中的电动势为感生电动势,E灯L2的功率P22RL21.28102 W点评求电路中的电动势时,要分析清楚产生感应电动势的方式,若为导体切割磁感线类,宜用EBlv计算;若为磁场变化产生感生电场类,宜用EnS.二、提升练6如图6所示,矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直当线框向右匀速平动时,下列说法中正确的是()图6A穿过线框的磁通量不变化,MN间无感应电动势BMN这段导体做切割磁感线运动,M
4、N间有电势差CMN间有电势差,所以电压表有示数D因为有电流通过电压表,所以电压表有示数答案B解析穿过线框的磁通量不变化,线框中无感应电流,但ab、MN、dc都切割磁感线,它们都有感应电动势,故A错,B对无电流通过电压表,电压表无示数,C、D错7粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()答案B解析设此题中磁感应强度为B,线框边长为l,速度为v,则四种情况的感应电动势都是Blv,但B中ab为电源,ab两点间的电势差为路端电压UabBlv,其他三种情况下,UabBlv,故选B.8如图7所示,线圈C连接光滑平行导轨,导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,导轨上放着导体棒MN.为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流,可使导体棒MN()图7A向右加速运动 B向右减速运动C向左加速运动 D向左减速运动答案AD解析N再由右手定则判断MN应向左运动,磁场减弱则电流减小故MN应减速,故可判断MN向左减速,同理可判
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