广东省汕头市澄海中学高中物理 第四章 电磁感应定律练习2 新人教版选修3-2

1 广东省汕头市澄海中学高中物理广东省汕头市澄海中学高中物理 第四章第四章 电磁感应定律练习电磁感应定律练习 2 2 新人教版新人教版 选修选修 3 23 2 知识概要 一 电磁感应中的电路问题 1 内电路和外电路 1 切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于 2 该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 其余部分是外电路 2 电源电动势 E 或 二 电磁感应图象问题 图象类 型 1 磁感应强度 B 磁通量 感应电动势 E 和感应电流 I 随 变化的图象 即 B t 图象 t 图象 E t 图象和 I t 图象 2 对于切割磁感线产生感应电动势 和感应电流的情况 还常涉及感应电动势 E 和感应电流 I 随线圈 变化的图象 即 E x 图象和 I x 图象 问题类 型 1 由给定的 过程判断或画出正确的图象 2 由给定的有关图象分析 过程 求解相应的物理量 应用知 识 左手定则 安培定则 右手定则 欧姆定律 牛顿运动定律 函数图象知识等 课堂例题 例 1 两根光滑的长直金属导轨 MN M N 平行置于同一水平面内 导轨间距为 l 电阻不计 M M 处接有如图 1 所示的电路 电路中各电阻的阻值均为 R 电容器的电容为 C 长度也为 l 阻值 同为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置 导轨处于磁感应强度为 B 方向竖直向下的匀强磁场中 ab 在 外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触 在 ab 运动距离为 x 的过程中 整个回路中产生的 焦耳热为 Q 求 1 ab 运动速度 v 的大小 2 电容器所带的电荷量 q 例 2 如图所示 P Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨 间距为L1 处在竖直向下 磁感应强度大小为B1 的匀强磁场中 一导体杆ef垂直于P Q放在导轨上 在外力作用下向左做 匀速直线运动 质量为m 每边电阻均为r 边长为L2 的正方形金属框abcd置于竖直平面内 两 2 顶点a b通过细导线与导轨相连 磁感应强度大小为B2 的匀强磁场垂直金属框向里 金属框恰 好处于静止状态 不计其余电阻和细导线对a b点的作用力 1 通过ab边的电流Iab 是多大 2 导体杆ef的运动速度v是多大 例 3 如图甲所示 由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为 R ab bc cd da l 现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽 度为 2l 磁感应强度为B的匀强磁场区域 整个过程中ab cd两边始终保持 与边界平行 令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t 0 电流沿 abcda流动的方向为正 1 求此过程中线框产生的焦耳热 2 在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象 3 在图丙中画出线框中a b两点间电势差uab随时间t变化的图象 例 2 如图 3 甲所示 一矩形线圈位于随时间 t 变化的匀强磁场中 磁感应强度 B 随 t 的变化规 律如图乙所示 以 i 表示线圈中的感应电流 以图 甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向 以垂直纸 面向里的磁场方向为正 则以下的 i t 图象中正 确的是 3 例 5 如图 2 所示 虚线上方空间有匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 直 角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度 匀速逆时针转动 设线框中 感应电流的方向以逆时针为正 线框处于图示位置时为时间零点 那么 在 图 3 中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是 课后训练 1 如图 4 所示 金属杆 MN 在三角形金属框架上以速度 v 从图示位置起 向右做匀速滑动 框架夹角为 杆和框架由粗细均匀横截面积相同的同种 材料制成 则回路中的感应电动势 E 和电流 I 随时间 t 变化的规律分别 是图中的 2 如图所示 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 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a b c d a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变化的图线可能是 3 如图所示 在竖直面内有两平行金属导轨 MN PQ 导轨间 距为 L 电阻不计 一根电阻不计的金属棒 ab 可在导轨上无摩擦地滑 动 棒与导轨垂直 并接触良好 导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁 场 磁感应强度为 B 导轨右边与电路连接 电路中的三个定值电阻阻 值分别为 2R R 和 R 在 NQ 间接有一水平放置的平行板电容器 C 板 间距离为 d 电容器中有一质量为 m 的带电微粒 求 1 当 ab 以速度 v0 匀速向左运动时 电容器中质量为 m 的带电微粒恰好静止 试判断微粒的带电性 质及带电荷量的大小 2 ab 棒由静止开始以恒定的加速度 a 向左运动 讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化 设带 电微粒始终未与极板接触 4 如图 5 甲所示 水平面上的两光滑金属导轨 4 平行固定放置 间距 d 0 5 m 电阻不计 左端通过导线与阻值 R 2 的电阻连接 右端通过导线与 阻值 RL 4 的小灯泡 L 连接 在 CDFE 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场 CE 长 l 2 m 有一阻值 r 2 的金属棒 PQ 放置在靠近磁场边界 CD 处 CDFE 区域内磁场的磁感应强度 B 随时间变化如图 乙所示 在 t 0 至 t 4 s 内 金属棒 PQ 保持静止 在