20xx人教版高中物理選修一45《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況》隨堂練習(xí)-文庫吧
2024-11-08 20:10 本頁面
【正文】 知識點二 感生電動勢與動生電動勢 3． 在豎直向上的勻強磁場中 ， 水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈 ， 規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖 4甲所示 ， 當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度 B隨時間 t發(fā)生如圖乙所示變化時 ， 下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢 E變化的是 ( ) 圖 4 答案 A 解析 在第 1s內(nèi)，由楞次定律可判定電流為正，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E1＝ ΔΦ1Δt1＝ ΔB1Δt1S；在第 2s 和第 3s內(nèi)，磁場 B不變化，線圈中無感應(yīng)電流；在第 4s和第 5s 內(nèi)， B減小，由楞次定律可判定，其電流為負(fù)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E2＝ ΔΦ2Δt2＝ SΔB2Δt2，由于 ΔB1＝ ΔB2， Δt2＝ 2Δt1，故 E1＝ 2E2，由此可知， A項正確 ． 點評 計算感生電動勢，需利用公式 E＝ nΔΦΔt . 4． 如圖 5 所示 ， 導(dǎo)體 AB 在做切割磁感線運動時 ， 將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢 ， 因而在電路中有電流通過 ， 下列說法中正確的是 ( ) 圖 5 A． 因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢 B． 動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān) C． 動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān) D． 動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的 答案 AB 解析 根據(jù)動生電動勢的定義， A項正確 ． 動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)， B 項正確， C、 D 項錯誤 ． 點評 感生電動勢的產(chǎn)生與感生電場對自由電荷的電場力有關(guān)，動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)；若計算此題中的動生電動勢可用 E＝ ΔΦΔt，也可用 E＝ Blv. 【方法技巧練】 一、電磁感應(yīng)中電路問題的分析技巧 5． 如圖 6 所示 ， 長為 L＝ 、 電阻為 r＝ 、 質(zhì)量為 m＝ 的金屬棒 CD垂直放在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上 ， 兩導(dǎo)軌間距也為 L， 棒與導(dǎo)軌接觸良好 ， 導(dǎo)軌電阻不計 ， 導(dǎo)軌左端接有 R＝ ， 量程為 0～ ，量程為 0～ 的電壓表接在電阻 R 的兩端 ， 垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過平面 ． 現(xiàn)以向右恒定的外力 F使金屬棒右移 ， 當(dāng)金屬棒以 v＝ 2m/s 的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時 ，觀察到電路中的一個電表正好滿偏 ， 而另一電表未滿偏 ． 問 ： 圖 6 (1)此時滿偏的電表是什么表 ？ 說明理由 ． (2)拉動金屬棒的外力 F有多大 ？ (3)導(dǎo)軌處的磁感應(yīng)強度多大 ？ 答案 (1)見解析 (2) (3)4T 解析 (1)假設(shè)電流表滿偏，則 I＝ 3A， R 兩端電壓 U＝ IR＝ 3 ＝ ，將大于電壓表的量程，不符合題意，故滿偏電表應(yīng)該是電壓表 ． (2)由能量關(guān)系，電路中的電能應(yīng)是外力做功轉(zhuǎn)化來的，所以有 Fv＝ I2(R＋ r)， I＝ UR，兩式聯(lián)立得， F＝ U2?R＋ r?R2v ＝ . (3)磁場是恒定的，且不發(fā)生變化，由于 CD 運動而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因此是動生電動勢 ． 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E＝ BLv，根據(jù)閉合電路歐姆定律得 E＝ U＋ Ir 以及 I＝ UR，聯(lián)立三式得 B＝ ULv＋ UrRLv＝ 4T. 方法總結(jié) 注意區(qū)分電源和外電路，熟練運用閉合電路的有關(guān)規(guī)律 ． 6． 勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B＝ ， 磁場寬度 l＝ 3m， 一正方形金屬框邊長 ad＝ l′ ＝1m， 每邊的電阻 r＝ ， 金屬框以 v＝ 10m/s 的速度勻速穿過磁場區(qū) ， 其平面始終保持與磁感線方向垂直 ， 如圖 7 所示 ． 求 ： 圖 7 (1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中 ， 金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的 i－ t圖線 ； (要求寫出作圖依據(jù) ) (2)畫出 ab兩端電壓的 U－ t圖線 ． (要求寫出作圖依據(jù) ) 答案 見解析 解析 線框的運動過程分為三個階段：第 Ⅰ 階段 cd相當(dāng)于電源， ab為等效外電路；第Ⅱ 階段 cd和 ab相當(dāng)于開路時兩并聯(lián)的電源；第 Ⅲ 階段 ab相當(dāng)于電源， cd相當(dāng)于外電路，如下圖所示 ． (1)在第一階段，有 I1＝ Er＋ 3r＝ Bl′ v4r ＝ 感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，持續(xù)時間為 t1＝ l′v ＝ 110s＝ ab兩端的電壓為 U1＝ I1r＝ ＝ (2)在第二階段，有
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