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-資料下載頁(yè)
2024-11-28 16:41本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選用E＝BLv.3．線速度v與角速度ω的關(guān)系：v＝ωr.通過(guò)小燈泡的電流；3s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長(zhǎng)度是多少？此過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？3s內(nèi)回路中磁通量的變化量ΔΦ＝BS－0＝×12×15×53Wb＝1532Wb. 第4秒時(shí)線圈的磁通量及前4s內(nèi)磁通量的變化量；解析第4秒時(shí)線圈的磁通量Φ＝BS0＝×200×10－4Wb＝8×10－3Wb. 例4長(zhǎng)為l的金屬棒ab以a點(diǎn)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間Δt金屬棒ab所掃過(guò)面積中磁通量為多少？ΔS＝12l2θ＝12l2ωΔt，ΔΦ＝BΔS＝12Bl2ωΔt.
【正文】 ， PQRS 為一正方形導(dǎo)線框 ， 它以恒定速度向右進(jìn)入以 MN 為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁場(chǎng)方向垂直線框所在平面向里 ， MN 邊界與線框的邊 QR 所在的水平直線成 45176。角 ， E、 F 分別是 PS 和 PQ 的中點(diǎn) ． 關(guān)于線框中的感應(yīng)電流 ， 下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖 8 A． 當(dāng) E 點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界 MN 時(shí) ， 線框中感應(yīng)電流最大 B． 當(dāng) P 點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界 MN 時(shí) ， 線框中感應(yīng)電流最大 C． 當(dāng) F 點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界 MN 時(shí) ， 線框中感應(yīng)電流最大 D． 當(dāng) Q 點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界 MN 時(shí) ， 線框中感應(yīng)電流最大 答案 B 解析 當(dāng) P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界 MN時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大，感應(yīng)電流達(dá)到最大 ． 9． 穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖 9 所示 ， 在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的時(shí)間是 ( ) 圖 9 A． 0～ 2 s B． 2～ 4 s C． 4～ 6 s D． 6～ 10 s 答案 C 解析 在 Φ— t 圖像中，其斜率在數(shù)值上等于磁通量的變化率，斜率越大，電動(dòng)勢(shì)也越大；故 C 正確 ． 10． 如圖 10(a)所示的螺線管 ， 匝數(shù) n＝ 1 500 匝 ， 橫截面積 S＝ 20 cm2， 電阻 r＝ Ω，與螺線管串聯(lián)的外電阻 R1＝ Ω， R2＝ 25 Ω， 方向向右穿過(guò)螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖 (b)所示規(guī)律變化 ， 試計(jì)算回路中的電流 ． 圖 10 答案 A 解析 由題圖 (b)知，螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B均勻增大，其變化率為 ΔBΔt＝ 6－ 22 T/s＝ 2 T/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律知螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E＝ nΔΦΔt＝ nSΔBΔt＝ 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.
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