2019高中物理第一章电磁感应与现代生活1.4电磁感应的案例分析练习（含解析）.docx

电磁感应的案例分析课时演练促提升A组1.如右图所示,一水平放置的圆形通电线圈a固定,另一较小的圆形线圈b从a的正上方下落,在下落过程中两线圈始终保持平行且共轴,则线圈b从线圈a的正上方下落过程中,从上往下看线圈b应是()A.无感应电流,有动生电动势B.有顺时针方向的感应电流C.先有顺时针方向的感应电流,后有逆时针方向的感应电流D.先有逆时针方向的感应电流,后有顺时针方向的感应电流答案:C2.如右图所示,相距为d的两水平直线L1和L2是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(LL)的匀强磁场区。设导线框在穿过磁场区的过程中,不计空气阻力,它的上下两边保持水平,线框平面始终与磁场方向垂直。若线框在位置、时,其加速度a1、a2、a3的方向均竖直向下,则()A.a1=a3g,a2=gB.a1=a3g,a2=0C.a1a3g,a2=gD.a3a1g,a2=g解析:当线框在位置时,根据楞次定律,磁场力方向向上,故a1g;当线框在位置时,磁通量没有变化,不产生感应电流,故a2=g;当线框在位置时,由于此时的切割速度大于位置的切割速度,此时的磁场力大于位置的磁场力,故a3Q2 ,q1=q2B.Q1Q2 ,q1q2C.Q1=Q2 ,q1=q2D.Q1=Q2 ,q1q2解析:根据功能关系,线框上产生的热量等于克服安培力做功。由F=BIL,I=ER,E=BLv,第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1=W1=F1L2=B2L12vRL2=B2SvRL1。第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2=W2=F2L1=B2L22vRL1=B2SvRL2。由于L1L2,所以Q1Q2。由I=qt,E=t,E=IR,联立解得:q=R。两次磁通量变化相同,所以q1=q2,选项A正确。答案:A5.(2014湖南长沙检测)如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=1.0 ;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。解析:导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用v表示其速度,t表示时间,则有v=at杆切割磁感线,将产生感应电动势E=BLv在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=ER杆受到的安培力F安=IBL根据牛顿第二定律,有F-F安=ma联立以上各式,得F=ma+B2L2Rat由图线上取两点代入式,可解得a=10m/s2,m=0.1kg。答案:0.1 kg10 m/s26.(2014北京海淀检测)用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abba。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的aa边和bb边都处在磁极之间,磁极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放,其平面在下落的过程中保持水平(不计空气阻力)。(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长)。(2)当方框下落的加速度为g2时,求方框的发热功率P。(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vtvm)。若在同一时间t内,方框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同,求恒定电流I0的表达式。解析:(1)方框的质量m=4LAd,方框的电阻R=4LA,方框下落的速度为v时,产生的感应电动势E=B2Lv,感应电流I=ER=BAv2方框下落的过程中受到重力G及安培力F的作用,有:G=mg=4LAdg,方向竖直向下F=BI2L=B2ALv,方向竖直向上当F=G时,方框达到最大速度,即v=vm,则有:B2ALvm=4LAdg解得:方框下落的最大速度vm=4dB2g。(2)方框下落的加速度为g2时,有:mg-BI2L=mg2解得:I=mg4BL=AdgB方框的发热功率P=I2R=4ALd2g2B2。(3)根据能量守恒定律有:mgh=12mvt2+