高中物理第1章法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué)案教科版選修3-2-資料下載頁
2024-12-09 03:36本頁面
【導(dǎo)讀】通過小燈泡的電流大??；的速度從O點(diǎn)開始沿導(dǎo)軌勻速右滑，導(dǎo)體與導(dǎo)軌都足夠長，它們每米長度的電阻都是Ω，3s末夾在導(dǎo)軌間的導(dǎo)體長度是多少？此時導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？3s內(nèi)回路中的磁通量變化了多少？此過程中的平均感應(yīng)電動勢為多少？所以I＝ER＝15－536A.第4秒時穿過線圈的磁通量及前4s內(nèi)磁通量的變化量；金屬棒ab各點(diǎn)速率的平均值；經(jīng)時間Δt金屬棒ab所掃過面積中磁通量為多少？ΔS＝12l2θ＝12l2ωΔt，ΔΦ＝BΔS＝12Bl2ωΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律知，解析由F＝BIL可知，當(dāng)垂直磁感線方向放置的導(dǎo)線中有電流時，導(dǎo)線受到安培力的作用，2ωR，由E＝BLv得，AB兩端的電勢差為E＝B·2R·v＝4BωR2，C正確．
【正文】 和PQ 的中點(diǎn)．關(guān)于線框中的感應(yīng) 電流，正確的說法是 ( ) 圖 9 A．當(dāng) E 點(diǎn)經(jīng)過邊界 MN 時，線框中感應(yīng)電流最大 B．當(dāng) P 點(diǎn)經(jīng)過邊界 MN 時，線框中感應(yīng)電流最大 C．當(dāng) F 點(diǎn)經(jīng)過邊界 MN 時，線框中感應(yīng)電流最大 D．當(dāng) Q 點(diǎn)經(jīng)過邊界 MN 時，線框中感應(yīng)電流最大 答案 B 解析 當(dāng) P 點(diǎn)經(jīng)過邊界 MN 時，切割磁感線的有效長度是 SR，感應(yīng)電流達(dá)到最大． 10. 如圖 10 所示，勻強(qiáng)磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面 (紙面 )向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 O、垂直于半圓面的軸以角速度 ω 勻 速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率 Δ BΔ t的大小應(yīng)為 ( ) 圖 10 0π 0π 0π 02π 答案 C 解析 當(dāng)線框繞過圓心 O的轉(zhuǎn)動軸以角速度 ω 勻速轉(zhuǎn)動時，由于面積的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流．設(shè)半圓的半徑為 r，導(dǎo)線框的電阻為 R， 即 I1＝ E1R＝ Δ Φ 1Rt ＝ B0Δ SRt ＝12π r2B0Rπω＝B0r2ω2R .當(dāng)線框不動，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時， I2＝E2R＝Δ Φ 2RΔ t＝Δ B SRΔ t ＝Δ Bπ r22RΔ t ，因 I1＝ I2，可得Δ BΔ t＝ ωB 0π ， C 選項(xiàng)正確． 11．在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中， B＝ T，有一水平放置的光滑框架，寬度為 l＝ m，如圖 11 所示，框架上放置一質(zhì)量為 kg、電阻為 1 Ω 的金屬桿 cd，框架電阻不計(jì)．若 cd 桿以恒定加速度 a＝ 2 m/s2由靜止開始做勻變速運(yùn)動，則： 圖 11 (1)在 5 s 內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？ (2)第 5 s 末，回路中的電流多大？ 答案 (1) V (2) A 解析 (1)5 s 內(nèi)金屬桿 cd 運(yùn)動的位移 x＝ 12at2＝ 25 m， 5 s 內(nèi)金屬桿 cd 運(yùn)動的平均速度 v ＝ xt＝ 5 m/s(也可用 v ＝ 0＋ 252 m/s＝ 5 m/s 求解 ) 故平均感應(yīng)電動勢 E＝ Bl v ＝ V. (2)第 5 s 末，金屬桿 cd 運(yùn)動的速度為 v′ ＝ at＝ 10 m/s，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E′ ＝Blv′ ， 則回路中的電流為 I＝ E′R ＝ Blv′R ＝ 101 A＝ A. 12. 如圖 12 所示，傾角為 α 的光滑導(dǎo)軌上端接入一定值電阻， Ⅰ 和 Ⅱ 是邊長都為 L的兩 正方形磁場區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于導(dǎo)軌平面向上，區(qū)域 Ⅰ 中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1，恒定不變，區(qū)域 Ⅱ 中磁場隨時間按 B2＝ kt 變化，一質(zhì)量為 m、電阻為 r的金屬桿穿過區(qū)域 Ⅰ 垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上，并恰能保持靜止 (金屬桿所受安培力沿斜面向上 )．試求： 圖 12 (1)通過金屬桿的電流大??； (2)定值電阻的阻值為多大？ 答案 (1)mgsin αB1L (2) kB1L3mgsin α － r 解析 (1)對金屬桿受力分析，由平衡條件知， mgsin α ＝ B1IL 解得 I＝ mgsin αB1L (2)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝ Δ ΦΔ t ＝ Δ BΔ tL2＝ kL2 I＝ ER＋ r 故 R＝ EI－ r＝ kB1L3mgsin α － r
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