20xx滬科版高中物理選修3-2第1章第6節(jié)電磁感應(yīng)的案例分析word學(xué)案(編輯修改稿)
2024-12-25 06:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 平行虛線之間存在勻強磁場 ， 虛線間的 距離為 L， 磁場方向垂直紙面向里 ， abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈 ， ad與 bc間的距離也為L， t＝ 0 時刻 bc邊與磁場區(qū)域邊界重合 ． 現(xiàn)令 線圈以恒定的速度 v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域 ， 取沿 a— b— c— d— a方向為感應(yīng)電流正方向 ， 則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中 ， 感應(yīng)電流 I隨時間 t變化的圖線可能是 ( ) 圖 5 答案 B 解析 由于 bc進入磁場時，根據(jù)右手定則判斷出其感應(yīng)電流的方向是沿 adcba的方向，其方向與電流的正方向相反，故是負的，所以 A、 C錯誤；當逐漸向右移動時 ，切割磁感線的條數(shù)在增加，故感應(yīng)電流在增大；當 bc 邊穿出磁場區(qū)域時，線圈中的感應(yīng)電流方向變?yōu)閍bcda，是正方向，故其圖像在時間軸的上方，所以 B 正確， D 錯誤． 3． (電磁感應(yīng)中的電路問題 )如圖 6所示 ， 在磁感應(yīng)強度 B＝ 2 T 的勻強磁場中 ， 有一個半徑 r＝ m的金屬圓環(huán) ． 圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直 ， OA是一個金屬棒 ， 它沿著順時針方向以 20 rad/s 的角速度繞圓心 O勻速轉(zhuǎn)動 ． A 端始終與圓環(huán)良好接觸 ， OA棒的電阻 R＝ Ω， 圖中定值電阻 R1＝ 100 Ω， R2＝ Ω， 電容器的電容 C＝ 100 和連接導(dǎo)線的電阻忽略不計 ， 則 ： 圖 6 (1)電容器的帶電荷量是多少 ？ 哪個極板帶正電 ？ (2)電路中消耗的電功率是多少 ？ 答案 (1) 10－ 10 C 上極板帶正電 (2)5 W 解析 (1)等效電路如圖所示 金屬棒 OA產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： E＝ Bl v ＝ Brωr2＝ 5 V. I＝ ER＋ R2＝ 1 A. 則 Q＝ CUC＝ CIR2＝ 10－ 10 C. 根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向由 O→ A，但金屬棒切割磁感線相當于電源，在電源內(nèi)部電流從電勢低處流向電勢高處，故 A點電勢高于 O 點電勢，所以電容器上極板與 A點相接為正極，帶正電，同理電容器下極板與 O點相接為負極，帶負電 ． (2)電路中消耗的電功率 P 消 ＝ I2(R＋ R2)＝ 5 W，或 P 消 ＝ IE＝ 5 W. 題組一 電磁感應(yīng)中的圖像問題 1． 如圖 1 甲所示 ， 一個閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中 ， 設(shè)向里為磁感應(yīng)強度B的正方向 ， 線圈中的箭頭 為 電流 I的正方向 ． 線圈中感應(yīng)電流 I隨時間變化的圖線如圖乙所示 ， 則磁感應(yīng)強度 B隨時間變化的圖線可能是下圖中的 ( ) 圖 1 答案 CD 2． 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 2甲所示 ， 當磁場的磁感應(yīng)強度 B隨時間 t按如圖乙所示規(guī)律變化時 ，下圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電動勢 E變化的是 ( ) 圖 2 答案 A 解析 在第 1 s 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 2 s 和第 3 s 內(nèi)，磁感應(yīng)強度 B不變，線圈中無感應(yīng)電流，在第 4 s 和第 5 s 內(nèi)， B減小，由楞次定律可判定，其電流為負，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E2＝ ΔΦ2Δt2＝ ΔB2Δt2S，由于 ΔB1＝ ΔB2， Δt2＝ 2Δt1，故 E1＝ 2E2，由此可知， A選項正確． 3． 如圖 3 甲所示 ， 光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直方向的勻強磁場中 ， 勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示 (規(guī)定向下為正方向 )， 導(dǎo)體棒 ab垂直導(dǎo)軌放置 ， 除電阻 R的阻值外 ， 其余電阻不計 ， 導(dǎo)體棒 ab在水
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