20xx人教版高中物理選修3-2專題二電磁感應(yīng)中的圖象問題(存儲(chǔ)版)
【正文】 時(shí)刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流 I ，周期為 T ，最大值為 Im，圖甲中 I 所示方向?yàn)殡娏髡较?，則金屬棒 ( ) 甲 乙 A ．一直向右移動(dòng) B ．速度隨時(shí)間周期性變化 C ．受到的安培力隨時(shí)間周期性變化 D ．受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功 解析： 根據(jù)左手定則知金屬棒在 0 ～T2內(nèi)所受安培力向右，大小恒定，故金屬棒向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，在T2～ T 內(nèi)金屬棒所受安培力與前半個(gè)周期大小相等，方向相反，金 屬棒向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期結(jié)束時(shí)金屬棒速度恰好為零，以后始終向右重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) A 、 B 、 C 正確；在 0 ～T2時(shí)間內(nèi)，安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，安培力做正功，在T2～ T 時(shí)間內(nèi)，安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，安培力做負(fù)功，在一個(gè)周期內(nèi)，安培力所做總功為零，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤． 答案： ABC 7 ．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距 L ＝ 1 m ，上端接有電阻 R ＝ 3 Ω ，虛線 OO ′ 下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將質(zhì)量 m ＝ kg 、電阻 r ＝ 1 Ω的金屬桿 ab 從 O O ′ 上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的 v － t 圖象如圖乙所示．取 g ＝ 10 m / s2，求： (1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大??； (2) 桿在磁場中下落 s 過程中電阻 R 產(chǎn)生的熱量． 解析： (1) 由圖象知，桿自由下落 0. 1 s 進(jìn)入磁場后以 v＝ m /s 做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢 E ＝ BL v 桿中的電流 I ＝ER ＋ r 桿所受安培力 F 安 ＝ BIL 由平衡條件得 mg ＝ F 安 解得 B ＝ 2 T (2) 電阻 R 產(chǎn) 生的熱量 Q ＝ I2Rt ＝ J 答案： (1)2 T (2) J 8 ．如圖甲所示，面積為 m電阻為 Ω 的正方形導(dǎo)線框放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線框平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 的變化圖線如圖乙． t＝ 0 時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里． (1) 求在 1 s 末線框中感應(yīng)電流的大?。? (2) 若規(guī)定水平向左為正方向，請?jiān)趫D丙中定性畫出前 4 s內(nèi) ab 邊所受安培力 F 隨時(shí)間 t 的變化圖線． 解析： (1) 線圈中的磁通量發(fā)生變化 ，磁通量的變化率不變，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 E＝ nΔ ΦΔ t＝ nS 全國新課標(biāo) Ⅰ 卷 ) 如圖 (a) ，線圈 ab 、cd 繞在同一軟鐵芯上，在 ab 線圈中通以變化的電流 ，用示波器測得線圈 cd 間電壓如圖 (b) 所示．已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈 ab 中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是 ( ) 解析： 本題可由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷． 由題圖 (b) 可知在 cd 間不同時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時(shí)間段內(nèi)線圈 ab 中的磁場是均勻變化的，則線圈 ab中的電流是均勻變化的，故選項(xiàng) A 、 B 、 D 錯(cuò)誤，選項(xiàng) C 正確． 答案： C 由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量 矩形線圈 abc d ，長 ab ＝ 20 c m ，寬 bc ＝ 10 c m ，匝數(shù) n＝ 200 ，線圈回路總電阻 R ＝ 5 Ω. 整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場穿過．若勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律如圖所示，則 ( ) A ．線圈回 路中感應(yīng)
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