高三物理電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用魯教版

1、高三物理電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用魯教版i圖4-2a bd ciot1t2t3t2如圖52所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)的矩形線框abcd與直導(dǎo)線位于同一平面，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流發(fā)生如圖所示的變化時(shí)（圖中所示電流方向?yàn)檎较颍?，線框中的感應(yīng)電流與線框受力情況為（ ） At1到t2時(shí)間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向右 Bt1到t2時(shí)間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向左 C在t2時(shí)刻，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向右 D在t3時(shí)刻，線框內(nèi)無(wú)電流，線框不受力答案 2. BD。5如圖4-5所示電路，R1、R2、R3為三個(gè)可變電阻，電容器C1、C2所帶電量分別為Q1和Q2，下面判斷正

2、確的是 （ ）圖4-5R1R2R3C1C2SA僅將R1增大，Q1和Q2都將增大B僅將R2增大，Q1和Q2都將增大C僅將R3增大，Q1和Q2都將不變D突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，通過(guò)R3的電量為Q1+Q2答案5. BCD。6如圖4-6所示，A、B是兩根互相平行的、固定的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，二者電流大小和方向都相同。一個(gè)矩形閉合金屬線圈與A、B在同一平面內(nèi)，并且ab邊保持與通電導(dǎo)線平行。線圈從圖中的位置1勻速向左移動(dòng)，經(jīng)過(guò)位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中間。下面的說(shuō)法中正確的是 （ ）aIIdbc213圖4-6ABA在位置2這一時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為零B在位置2這一時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為

3、零C從位置1到位置3的整個(gè)過(guò)程中，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化D從位置1到位置3的整個(gè)過(guò)程中，線圈受到的磁場(chǎng)力的方向沒(méi)有發(fā)生變化答案6. AD。8如圖4-8所示，兩根豎直固定的金屬導(dǎo)軌ad和bc相距l(xiāng) = 0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑動(dòng)，MN桿和EF桿的電阻分別為0.2（豎直金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)），EF桿放置在水平絕緣平臺(tái)上，回路NMEF置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，試求： （1）EF桿不動(dòng)，MN桿以0.1m/s的速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿MN兩端哪端的電勢(shì)高？MN兩端電勢(shì)差為多大？（2）當(dāng)MN桿和EF桿的質(zhì)量均為m = 10-2kg。MN

4、桿須有多大的速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，EF桿將開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)？此時(shí)拉力的功率為多大？B答案8（1）UM高，UN低。=0.01V。（2）= 1m/s，0.2W?！纠?1】（2004湖南理綜）一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則( 答案：A)AEfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) BE2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)CEfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) DE2f

5、l2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)1.如圖所示，MM和NN為一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑傾斜導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面的傾角=30°，導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，上端M 、N和定值電阻R用導(dǎo)線相連，并處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置在M、N附近。從靜止開(kāi)始下滑，通過(guò)的路程為d時(shí)，速度恰好達(dá)到最大。設(shè)金屬棒的電阻為r，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：LdBRabMNMN（1）金屬棒的最大加速度；（2）金屬棒的最大速度vm；（3）金屬棒下滑d過(guò)程中金屬棒上產(chǎn)生的電熱Q。（4）電阻R上通過(guò)的電量q。參考答案1.（1）當(dāng)金屬棒的速度為零時(shí)，加速度最大。(2):(3): (4)

6、: q=6兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為=30°的斜面上，導(dǎo)軌左端接有電阻R=10，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁感強(qiáng)度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻可不計(jì)的金屬棒ab靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑。如圖所示，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)軌寬度L=2m，金屬棒ab下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒下滑h=3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s。求此過(guò)程中電阻中產(chǎn)生的熱量。3Li0-i0ixL2L-2i02i006解：當(dāng)金屬棒速度恰好達(dá)到最大速度時(shí)，受力分析，則mgsin=F安+f 據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv 據(jù)閉合電路歐姆定律：I= F安=ILB=0.2N f=mgsi

7、nF安=0.3N 下滑過(guò)程據(jù)動(dòng)能定理得：mghf W = mv2 解得W=1J ，此過(guò)程中電阻中產(chǎn)生的熱量Q=W=1J圖4-9MNB9如圖4-9所示。足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)體框架的寬度l = 0.5m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成=37°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m = 0.2kg、有效電阻R=2的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)= 0.5。導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始沿框架下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)導(dǎo)體棒截面的電量為Q =2C。求：（1）導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。（2）導(dǎo)體棒從開(kāi)始下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)這一過(guò)程中，導(dǎo)體棒的有效電

8、阻消耗的電功。（sin37o = 0.6，cos37o = 0.8）答案9（1）5m/s。（2）1.5J。1（92）某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),將電流表、線圈A和B、蓄電池、電鍵用導(dǎo)線連接成如圖的實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)他接通、斷開(kāi)電鍵時(shí),電表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn),其原因是A電鍵位置接錯(cuò)                 B電流表的正負(fù)極接反C線圈B的接頭3、4接反        D

9、蓄電池的正、負(fù)極接反1、A 2（95）在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用的器材如圖10所示,它們是:（1）電流計(jì),（2）直流電源,（3）帶鐵心的線圈A,（4）線圈B,（5）電鍵,（6）滑動(dòng)變阻器（用來(lái)控制電流以改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱）試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線（圖中已連好一根導(dǎo)線）若連接滑動(dòng)變阻器的兩根導(dǎo)線接在線柱C和D上,而在電鍵剛閉合時(shí)電流計(jì)指針右偏,則電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向接線柱C移動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針將    （填"左偏"、"右偏"或"不偏"）答案、圖17所示為正確連線的一種.左偏.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):

10、全題6分,電路圖連接正確給4分,有任何錯(cuò)誤都不給這4分.答出"左偏"給2分.【例3】 如圖5所示，在水平面上有一個(gè)固定的兩根光滑金屬桿制成的37°角的導(dǎo)軌AO和BO，在導(dǎo)軌上放置一根和OB垂直的金屬桿CD，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長(zhǎng)度的電阻值均為0.1/m，整個(gè)裝置位于垂直紅面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=0.2tT，現(xiàn)給棒CD一個(gè)水平向右的外力，使CD棒從t=0時(shí)刻從O點(diǎn)處開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中CD棒始終垂直于OB，加速度大小為0.1m/s2,求（1）t=4s時(shí)，回路中的電流大小；（2）t=4s時(shí)，CD棒上安培

11、力的功率是多少？答案：（1）1A （2）0.192W?！纠?】（2004北京理綜）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。（1）由b向a方向看到的裝置如圖2所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖；（2）在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大?。?

12、（3）求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。解析：（18分）（1）如圖所示：重力mg，豎直向下；支撐力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上（2）當(dāng)ab桿速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，此時(shí)電路電流 ab桿受到安培力根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有 解得 （3）當(dāng)時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度vm 例5. 磁懸浮列車(chē)的原理如圖所示，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，B2，導(dǎo)軌上有金屬框abcd，金屬框的面積與每個(gè)獨(dú)立磁場(chǎng)的面積相等，當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，B2同時(shí)以v沿直線導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，設(shè)直導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)0.4m，B1B21T，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度為v5m/s，金屬框

13、的電阻為R2歐姆。試求：（1）若金屬框不受阻力時(shí)，金屬框如何運(yùn)動(dòng)？（2）當(dāng)金屬框始終受到f1N的阻力時(shí)，金屬框最大速度是多少？（3）當(dāng)金屬框始終受到1N的阻力時(shí)，要使金屬框維持最大速度，每秒鐘需要消耗多少能量？這些能量是提供的？解：（1）此題的難點(diǎn)在于存在交變磁場(chǎng)。首先分析 ac和bd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于磁場(chǎng)方向相反，且線圈相對(duì)于磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)，因此，在如圖位置的電動(dòng)勢(shì)方向相同（逆時(shí)針），根據(jù)左手定則，ac和bd邊受到的安培力都向右。所以金屬框做變加速運(yùn)動(dòng)，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）當(dāng)金屬框受到阻力，最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力與線框受到的安培力平衡。設(shè)此時(shí)金屬框相對(duì)于磁場(chǎng)的速度為v相所以金屬

14、框相對(duì)于地面的速度為（3）要使金屬框維持最大速度， 必須給系統(tǒng)補(bǔ)充能量：一方面，線框內(nèi)部要產(chǎn)生焦耳熱；另一方面，由于受到阻力，摩擦生熱。設(shè)每秒鐘消耗的能量為E，這些能量都是由磁場(chǎng)提供。由于摩擦每秒鐘產(chǎn)生的熱量為Q1：每秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q2：所以這些能量都是由磁場(chǎng)提供。4. 如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下?，F(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)

15、間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求：金屬桿在5s末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度. 第4s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率。甲 乙 5. 如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0?，F(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：（1）棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；（2）棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能；（3）試分析討論ab棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況。試題答案 4、電壓表的示數(shù)為 U5=0.2V 由閉合電路歐姆定律得 聯(lián)立以上三式得： v5=2.5m/s 由乙圖可知，R兩端電壓隨時(shí)間均勻變化，所以電路中的電流也隨時(shí)間均勻變化，由閉合電路歐姆定律