20xx滬科版高中物理選修3-2第1章第5節(jié)習(xí)題課：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用word學(xué)案(完整版)
【正文】 R ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ qRnS，故 B正確， A、 C、 D錯(cuò)誤；故選 B. 3． 如圖 3甲所示 ， 一個(gè)電阻為 R， 面積為 S的矩形導(dǎo)線框 abcd， 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， 方向與 ad 邊垂直并與線框平面成 45176。SΔBΔt＝ 1 500 20 10－ 4 2 V＝ V 由閉合電路歐姆定律知螺線管回路的電流為 I＝ Er＋ R1＋ R2＝ ＋ ＋ 25A＝ A. 11． 如圖 11 甲所示 ， 一個(gè)圓形線圈的匝數(shù) n＝ 1 000， 線圈面積 S＝ 200 cm2， 線圈的電阻 r＝ 1 Ω， 線圈外接一個(gè)阻值 R＝ 4 Ω的電阻 ， 把線圈放入 一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示 ． 求 ： 圖 11 (1)前 4 s 內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ． (2)前 5 s 內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ． 答案 (1)1 V (2)0 解析 (1)前 4 秒內(nèi)磁通量的變化 ΔΦ＝ Φ2－ Φ1＝ S(B2－ B1)＝ 200 10－ 4 (－ )Wb＝ 4 10－ 3 Wb 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝ nΔΦΔt＝ 1 000 4 10－ 34 V＝ 1 V. (2)前 5 秒內(nèi)磁通量的變化 ΔΦ′ ＝ Φ2′ － Φ1＝ S(B2′ － B1)＝ 200 10－ 4 (－ )Wb＝ 0 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E′ ＝ nΔΦ′Δt ＝ 0 12 所示 ， 兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上 ， 每根導(dǎo)軌每米的電阻為 r0＝ Ω， 導(dǎo)軌的端點(diǎn) P、 Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連 ， 兩導(dǎo)軌間的距離 l＝ m． 有磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面 ． 已知磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與時(shí)間 t 的關(guān)系為 B＝ kt， 比例系數(shù) k＝ T/ ， 在滑動(dòng)過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直 ． 在 t＝ 0 時(shí)刻 ， 金屬桿緊靠在 P、 Q 端 ， 在外力作用下 ， 桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng) ， 求在 t＝ s 時(shí)金屬桿所受的安培力 ． 圖 12 答案 10－ 3 N 解析 以 a表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度，在 t時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離 L＝ 12at2， 此時(shí)桿的速度 v＝ at，這時(shí)，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積 S＝ Ll，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ SΔBΔt＋ Blv 因 B＝ kt故 ΔBΔt＝ k 回路的總 電阻 R＝ 2Lr0 回路中的感應(yīng)電流 I＝ ER 作用于桿的安培力 F＝ BlI 解得 F＝ 3k2l22r0 t， 代入數(shù)據(jù)為 F＝ 10－ 3 N. 。到圖乙所示位置 ． 在這一過(guò)程中 ， 導(dǎo)線中某個(gè)橫截面通過(guò)的電荷量是 ( ) 圖 3 A. 2BS2R B. 2BSR D． 0 答案 A 解析 線框的右半邊 (obco′ )未旋轉(zhuǎn)時(shí)整個(gè)回路的磁通量 Φ1＝ BSsin 45176。3 R， B點(diǎn)線速度 vB＝ ωR， AB棒切割磁感線的平均速度 v ＝vA＋ vB2 ＝ 2ωR，由 E＝ BLv得， A、 B兩端的電勢(shì)差為 E＝ B0 m＝ 5 3 m 此時(shí)： E＝ Blv＝ 5 3 5 V＝ 5 3 V 電路電阻為 R＝ (15＋ 5 3＋ 10 3) Ω≈ Ω 所以 I＝ ER＝ A. (2)3 s內(nèi)回路中磁通量的變化量 ΔΦ＝ BS－ 0＝ 12 15 5 3 Wb＝ 15 32 Wb 3 s內(nèi)電路產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： E＝ ΔΦΔt＝15 323 V＝52 3 V. 答案 (1)5 3 m 5 3 V A (2)15 32 Wb 52 3 V 二、電磁感應(yīng)中的電荷量問(wèn)題 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過(guò)閉合電路某截面的電荷量 q＝ I Δt， 而 I ＝ER ＝ nΔΦΔtR， 則 q＝ nΔΦR ，所以 q 只和線圈匝數(shù) 、 磁通量的變化量及總電阻有關(guān) ， 與完成該過(guò) 程所用的時(shí)間無(wú)關(guān) ． 注意 ： 求解電路中通過(guò)的電荷量時(shí) ， 一定要用平均電動(dòng)勢(shì)和平均電流計(jì)算 ． 例 3
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