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-wenkub.com
2024-11-15 06:58 本頁(yè)面
【正文】 R4＝ 13Bav，故選 A. 11 所示 ， 半徑為 R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B， 方向垂直于紙面向里 ． 一根長(zhǎng)度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒 MN以恒定速率 v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端 ， 電路中的定值電阻阻值為 r， 其余電阻不計(jì) ． 導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好 ． 求 ： 圖 11 (1)在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻 r的電流的平均值 ； (2)MN從左端到右端的整個(gè)過(guò)程中 ， 通過(guò) r的電荷量 ； (3)當(dāng) MN通過(guò)圓形導(dǎo)軌中心時(shí) ， 通過(guò) r的電流是多少 ？ 答案 (1)πBRv2r (2)πBR2r (3)2BRvr 解析 (1)計(jì)算平均電流，應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律先求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．整個(gè)過(guò)程磁通量的變化為 ΔΦ＝ BS＝ πBR2，所用的時(shí)間 Δt＝ 2Rv ，代入公式 E ＝ ΔΦΔt＝ πBRv2 ，平均電流為 I ＝Er ＝πBRv2r . (2)電荷量的計(jì)算應(yīng)該用平均電流， q＝ I Δt＝ BπR2r . (3)當(dāng) MN通過(guò)圓形導(dǎo)軌中心時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大， L＝ 2R，根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)公式 E＝ BLv，得 E＝ B3 r＝ V， t3＝ s 規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍?i－ t圖像和 ab兩端 U－ t圖像分 別如圖甲、乙所示 ． 答案 見(jiàn)解析 1． (電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 )由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁場(chǎng)方向垂直于線框平面 ， 其邊界與正方形線框的邊平行 ． 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng) ， 如圖所示 ， 則在移出過(guò)程中線框一邊 a、 b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是 ( ) 答案 B 解析 本題在磁場(chǎng)中的線框與速度垂直的邊等效為切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電源 ． 四個(gè)選項(xiàng)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小均相等，回路電阻也相等，因此電路中的電流相等， B 中a、 b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為路端電壓，為電動(dòng)勢(shì)的 34倍，而其他選項(xiàng)則為電動(dòng)勢(shì)的 14倍 ． 故 B 正確 ． 2． (電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題 )如圖 5 所示 ， 兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 虛線間的 距離為 L， 磁場(chǎng)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(zhǎng)， t＝ 0 時(shí)刻 bc邊與磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域 ， 取沿 a— b— c— d— a方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向 ， 則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中 ， 感應(yīng)電流 I隨時(shí)間 t變化的圖線可能是 ( ) 圖 5 答案 B 解析 由于 bc進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，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(fù)的，所以 A、 C錯(cuò)誤；當(dāng)逐漸向右移動(dòng)時(shí) ，切割磁感線的條數(shù)在增加，故感應(yīng)電流在增大；當(dāng) bc 邊穿出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，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(shí)間軸的上方，所以 B 正確， D 錯(cuò)誤． 3． (電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 )如圖 6所示 ， 在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ 2 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 有一個(gè)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(gè)金屬棒 ， 它沿著順時(shí)針?lè)较蛞?20 rad/s 的角速度繞圓心 O勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ． 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(jì) ， 則 ： 圖 6 (1)電容器的帶電荷量是多少 ？ 哪個(gè)極板帶正電 ？ (2)電路中消耗的電功率是多少 ？ 答案 (1) 10－ 10 C
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