浙江省台州市路桥区高中物理 第四章 电磁感应复习（图象与电路问题）综合练习 新人教版选修32.docVIP

电磁感应复习电磁感应中的电路与图象问题1.一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍( )a把线圈匝数增加一倍b把线圈面积增加一倍c把线圈半径增加一倍d改变线圈与磁场方向的夹角2.如图所示，两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的4倍，若穿过大环的磁场不变，小环中磁场变化率为k时，其路端电压为u；若小环中磁场不变，而大环中磁场变化率也为k时，其路端电压为 .3.如图矩形导线框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所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是( )4.如图所示，在坐标系xoy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点o处在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是下图中的( )5.如图所示，在pq、qr区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界p重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框中电动势的正方向。以下四个e-t关系示意图中正确的是 （ ）6.（10分）匀强磁场磁感应强度 b=0.2 t，磁场宽度l=3rn，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻r=0.2，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，t=0时，cd边刚好进入磁场，电流以abcda为正方向：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的i-t图线.。（2）画出ab两端电压的u-t图线 (要求通过计算在坐标轴上标出i、u的大小值)7.（10分）如图所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈a放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计g串联，当用双刀双掷开关s使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表g测出电量q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度b。已知测量线圈共有n匝，直径为d，它和表g串联电路的总电阻为r，则被测处的磁感强度b为多大？8.（10分）据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功.航天飞机在地球赤道上空离地面约3000 km处由东向西飞行，相对地面速度大约6.5103 m/s，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20 km，电阻为800 的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动.假定这一范围内的地磁场是均匀的.磁感应强度为410-5t，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同.根据理论设计，通过电离层（由等离子体组成）的作用，悬绳可以产生约3 a的感应电流，试求：（1）金属悬绳中产生的感应电动势；（2）悬绳两端的电压；（3）航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能（已知地球半径为6400 km）.答案：1.c 2.4u 3.d 4.a 5.c 6.00.1s，i=+2.5a、u=+0.5v；0.10.3s，i=0、u=+2v；0.30.4s，i=-2.5a、u=+1.5a图（2）图（3）7.解析：当双刀双掷开关s使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得： 由欧姆定律得：由上述二式可得：8. 解题方法与技巧：将飞机下金属悬绳切割磁感线产生感应电动势看作电源模型，当它通过电离层放电可看作直流电路模型.如图所示. （1）金属绳产生的电动势：（电离层）e=blv=410-5201036.5103 v=5.2103 v（2）悬绳两端电压，即路端电压可由闭合电路欧姆定律得：u=e-ir=5.2103-3800 v=2.8103 v（3）飞机绕地运行一周所需时间t=s=9.1103 s则飞机绕地运行一圈输出电能：e=uit=280039.1103 j=.6107 j解析：线框进人磁场区时e1=b l v=2 v，=2.5 a方向沿逆时针，如图（1）实线abcd所示，感电流持续的时间t1=0.1 s线框在磁场中运动时：e2=0，i2=0无电流的持续时间：t2=0.2 s，线框穿出磁场区时：e3= b l v=2 v，=2.5 a此电流的方向为顺时针，如图（1）虚线abcd所示，规定电流方向逆时针为正，得i-t图线如图（2）所示（2）线框进人磁场区ab两端电压u1=i1 r=2.50.2=0.5v线框在磁场中运动时；b两端电压等于感应电动势u2=b l v=2v线框出磁场时ab两端电压：u3=e - i2 r=1.5v由此得u-t图线如图（3）所示点评：将线框的运动过程分为三个阶段，第一阶段ab为外电路，第二阶段ab相当于开路时的电源，第三阶段ab是接上外电路的电源命题意图：考查考生信息摄取、