高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修32.doc

【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2知识点一楞次定律、电磁感应现象1如图所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中()a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大答案b解析线框下落过程中，穿过线框的磁通量减小，选项a错误；由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向，选项b正确；线框受到的安培力的合力竖直向上，但小于重力，则合力不为零，选项c错误；在下落过程中，安培力对线框做负功，则其机械能减小，选项d错误。2如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知sin，回路面积为s，磁感应强度为b，则通过线框的磁通量为()abs b.bsc.bs d.bs答案b解析在磁通量bs公式中，b与s必须垂直，若b与s不垂直，则s要转化为垂直于b的有效面积，也可以将b转化为垂直于s的垂直分量，故bssinbs。知识点二电磁感应中的图象3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甲所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图(图乙)中正确的是()答案d解析本题利用楞次定律可判断感应电流的方向。01 s内b垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律判断出感应电流的磁场方向向外，根据安培定则知感应电流的方向为逆时针，即电流的方向为负，排除a、c选项；23 s内，b垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除b选项，d正确。知识点三电磁感应中的能量关系4. 如图所示，由7根长度都是l的金属杆连接成的一个“日”字形的矩形金属框abcdef，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为l的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度的大小是b，方向垂直于纸面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从cd杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：(1)cd杆在磁场中运动的过程中，通过af杆的电流；(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量q。答案(1)(2)解析在“日”字形矩形金属框穿过磁场的过程中，cd、be和af依次切割磁感线作为电源对其他两段导体供电，af杆中的电流和产生的电热q可用欧姆定律和电热公式求解。(1)cd杆在磁场中运动时，cd杆作为电源，产生的电动势为eblv由欧姆定律，回路中的电流i通过af中的电流i1i(2)在线框穿过磁场的过程中，三杆依次充当电源，但电路的连接关系不变。由焦耳定律qi2rtietblv。知识点四电磁感应中电路问题5均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，每边边长为l，总电阻为r，总质量为m。将其置于磁感应强度为b的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，(1)求线框中产生的感应电动势的大小；(2)求c、d两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。答案(1)bl(2)bl(3)h解析cd边刚进入磁场时，切割磁感线相当于电源，所以cd两点间的电势差大小等于电源的路端电压。(1)线框下落h的过程中做自由落体运动，由运动学公式得，cd边刚进入磁场时，线框速度v刚进入磁场时cd边切割磁感线，所以线框中产生的感应电动势eblvbl。(2)由欧姆定律知，此时线框中电流icd两点间的电压uirbl。(3)安培力fbil根据牛顿第二定律mgfma，由a0解得下落高度满足h。6某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为n的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为r。求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em；(2)线圈切割磁感