－教科版选修32 1.3 法拉第电磁感应定律 作业.doc

1.3 法拉第电磁感应定律 作业1如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为 ()aa1a2a3a4 ba1a2a3a4ca1a3a2a4 da1a3a2a4答案c解析线圈自由下落时，加速度为a1g.线圈完全在磁场中时，磁通量不变，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度为a3g.线圈进入和穿出磁场过程中，切割磁感线产生感应电流，将受到向上的安培力，根据牛顿第二定律得知，a2g，a4g.线圈完全在磁场中时做匀加速运动，到达4处的速度大于2处的速度，则线圈在4处所受的安培力大于在2处所受的安培力，又知，磁场力总小于重力，则a2a4，故a1a3a2a4.所以本题选c.2.如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻r，导轨自身的电阻可忽略不计斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上质量为m、电阻可以忽略不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力f作用下沿导轨匀速上滑，且上升的高度为h，在这一过程中 ()a作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零b作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻r上产生的焦耳热之和c恒力f与安培力的合力所做的功等于零d恒力f与重力的合力所做的功等于电阻r上产生的焦耳热答案ad解析金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对金属棒做功，恒力f做正功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，a正确；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于r上产生的焦耳热，故外力f与重力的合力所做的功等于电阻r上产生的焦耳热，d正确3如图所示，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()a. 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.4. 图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.5如图所示，ab和cd是位于水平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()a. b.c. d.答案a6如图所示，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()aw1w2，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q1i1t1q2.7如图所示，一个半径为r的铜盘，在磁感应强度为b的匀强磁场中以角速度绕中心轴oo匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷设整个回路电阻为r，当圆盘匀速运动角速度为时，通过电阻的电流为_答案解析当铜盘转动时，产生的感应电动势相当于一根导体棒绕其一个端点在磁场中做切割磁感线的圆周运动，产生的电动势为ebr2所以通过电阻的电流为.8如图所示，在磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h0.1 m的平行金属导轨mn与pq，导轨的电阻忽略不计在两根导轨的端点n、q之间连接一阻值r0.3 的电阻，导轨上跨放着一根长为l0.2 m、每米长电阻r2.0 /m的金属棒ab，金属棒与导轨正交，交点为c、d.当金属棒以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时，试求： (1)电阻r中电流的大小和方向；(2)金属棒ab两端点间的电势差qq(2)0.32 v解析(1)在cnqd构成的回路中，动生电动势ebhv，由欧姆定律可得电流q.q.(2)a、b两点间电势差应由ac段、cd段、db段三部分相加而成，其中cd两端的电压ucdir.ac、db端电压即为其电动势，且有eacedbb(lh)v.故uabireacedb0.32 v.9足够长的平行金属导轨mn和pk表面粗糙，与水平面之间的夹角为，间距为l.垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为b，mp间接有阻值为r的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，其他电阻不计如图所示，用恒力f沿导轨平面向下拉金属杆ab，使金属杆由静止开始运动，杆运动的最大速度为vm，t s末金属杆的速度为v1，前t s内金属杆的位移为x，(重力加速度为g)求： (1)金属杆速度为v1时加速度的大小；(2)整个系统在前t s内产生的热量答案(1)(2)fxmgxsin mgxcos mv解析(1)设金属杆和导轨间的动摩擦因