培優(yōu)-易錯-難題電磁感應現(xiàn)象的兩類情況輔導專題訓練(編輯修改稿)
2025-03-31 22:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導軌，導軌關(guān)于豎直軸線對稱，OP＝OQ＝，磁感應強度隨時間變化規(guī)律為B＝B0－kt(其中k為大于0的常數(shù))．一質(zhì)量為m、長為L、電阻為R、粗細均勻的導體棒鎖定于OP、OQ的中點a、b位置．當磁感應強度變?yōu)锽0后保持不變，同時將導體棒解除鎖定，導體棒向下運動，導軌電阻不計，： (1)解除鎖定前回路中電流的大小及方向； (2)滑到導軌末端時的加速度大?。? (3)運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱． 【答案】⑴，順時針方向或b→a；⑵g－；⑶【解析】【分析】【詳解】⑴導體棒被鎖定前，閉合回路的面積不變，＝k由法拉第電磁感應定律知：E＝＝＝由閉合電路歐姆定律知：I＝＝由楞次定律知，感應電流的方向：順時針方向或b→a⑵導體棒剛離開導軌時受力如圖所示根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E＝根據(jù)閉合電路歐姆定律知：I＝根據(jù)安培力公式有：F＝解得：F＝由牛頓第二定律知：mg－F＝ma解得：a＝g－⑶由能量守恒知：mgh＝＋Q由幾何關(guān)系有：h＝解得：Q＝－8．在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1000匝，橫截面積S=20cm2．螺線管導線電阻r=，R1=，R2=，C=30μF．在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化．求：（1）求螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢；（2）S斷開后，求流經(jīng)R2的電量．【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）感應電動勢：；（2）電路電流，電阻兩端電壓，電容器所帶電荷量，S斷開后，流經(jīng)的電量為；【點睛】本題是電磁感應與電路的綜合，知道產(chǎn)生感應電動勢的那部分相當于電源，運用閉合電路歐姆定律進行求解．9．如圖(a)所示，平行長直金屬導軌水平放置，間距L＝ m．導軌右端接有阻值R＝1 Ω的電阻，導體棒垂直放置在導軌上，且接觸良好．導體棒及導軌的電阻均不計，導軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導軌垂直，磁感應強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖(b)所示；同一時刻，棒從導軌左端開始向右勻速運動，1 s后剛好進入磁場．若使棒在導軌上始終以速度v＝1 m/s做直線運動，求：(1)棒進入磁場前，回路中的電動勢E大?。?2)棒在運動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流I與時間t的關(guān)系式．【答案】(1) V； (2) N， I＝；【解析】【分析】【詳解】⑴在棒進入磁場前，由于正方形區(qū)域abcd內(nèi)磁場磁感應強度B的變化，使回路中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，在棒進入磁場前回路中的電動勢為E＝＝⑵當棒進入磁場時，磁場磁感應強度B＝，此時由于導體棒做切割磁感線運動，使回路中產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，回路中的電動勢為：e＝Blv，當棒與bd重合時，切割有效長度l＝L，達到最大，即感應電動勢也達到最大em＝BLv＝＞E＝根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應電流最大為：im＝＝根據(jù)安培力大小計算公式可知，棒在運動過程中受到的最大安培力為：Fm＝imLB＝在棒通過三角形abd區(qū)域時，切割有效長度l＝2v（t－1）（其中，1s≤t≤＋1s）綜合上述分析可知，回路中的感應電流為：i＝＝（其中，1s≤t≤＋1s）即：i＝t－1（其中，1s≤t≤）【點睛】注意區(qū)分感生電動勢與動生電動勢的不同計算方法，充分理解Bt圖象的含義．10．在如圖甲所示區(qū)域(圖中直角坐標系Oxy的一、三象限)內(nèi)有勻強磁場，磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小為B，半徑為l，圓心角為60176。的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在紙面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導線框回路電阻為R.(1)求線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f；(2)在圖乙中畫
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