20xx粵教版高中物理選修3-2第一章第五節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用(完整版)
【正文】 為 0 . 4 A . 4．如圖 1－ 5－ 13 所示，光滑導(dǎo)體棒 bc 固定在豎直放置的 足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上，構(gòu)成框架 abcd，其中 bc 棒電阻為 R， 其余電阻不計(jì)．一不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒 ef 水平放置在框架上，且 始終保持良好接觸，能無(wú)摩擦地滑動(dòng)，質(zhì)量為 m，長(zhǎng)度為 個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直框面． 若用恒力 F 向上拉 ef，則當(dāng) ef 勻速上升時(shí)，速度多大？ 圖 1－ 5－ 13 解： 當(dāng)桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿 ef 受力如圖 3 所示 由牛頓第二定律知 F－ mg－ F安 ＝ ma， 得到 a＝ F－ mg－ F安 m 大， F安 變大，從而 a 變?。?dāng) v 達(dá)到某一值，則 a＝ 0，此后桿 ef 做勻速運(yùn)動(dòng)．因此，桿 ef 做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng) a＝ 0 時(shí)最終勻速上升． 當(dāng) F 、 mg 都不變時(shí)，只要 v 變大， E ＝ BL v 就變大， I ＝ ER 變 圖 3 當(dāng)桿勻速上升時(shí)，有 F ＝ F 安 ＋ mg ① 而 F 安 ＝ BI L ＝B2L2vR② 由 ①② 兩式得： v ＝? F － mg ? RB2L2 . 。 的扇形導(dǎo)線(xiàn)框 OPQ 以角速度 ω繞 O 點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線(xiàn)框回路電阻為 R. 圖 1－ 5－ 7 (1)求導(dǎo)線(xiàn)框中感應(yīng)電流最大值． (2)在圖乙中畫(huà)出導(dǎo)線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流 I 隨時(shí)間 t 變化的圖象． (規(guī)定與圖甲中線(xiàn)框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 為 t＝ 0) (3)求線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量． 由閉合電路歐姆定律得，回路電流為 I1＝ E1 R 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小均為 E 1 ＝ 12 2 Bω l 2 ＝ Bω l 2 解： (1)線(xiàn)框從圖甲位置開(kāi)始 (t＝ 0)進(jìn)出第 1 象限的過(guò)程中， 故感應(yīng)電流最大值為 Im＝ 聯(lián)立以上各式解得 I1＝ Bωl2 R 同理可求得線(xiàn)框進(jìn)出第 3 象限的過(guò)程中，回路電流 大小為 I2＝ Bωl2 2R Bωl2 R . (2)I－ t 圖象如圖 2 所示： 圖 2 ( 3 ) 線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為 Q ＝ 2 ????????I 21 RT4＋ I 22 RT4 ， 又 T ＝2πω，解得 Q ＝5π ωB 2 l 44 R. 公式 E＝ 題型 1 ΔΦ ΔT 的理解 【 例題 】 一電阻為 R 的金屬圓環(huán)，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng) 與圓環(huán)所在平面垂直，如圖 1－ 5－ 8 甲所示．已知通過(guò)圓環(huán)的 磁通量隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中的最大磁通量 Φ0 和變化周期 T 都是已知量，求： (1)在 t＝ 0 到 t＝ T/4 的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬圓環(huán)某橫截面的電 荷量 q. (2)在 t＝ 0 到 t＝ 2 T 的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱 Q. 圖
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