20xx粵教版高中物理選修3-2第一章電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用(參考版)
2024-12-12 11:07本頁面
【正文】 RR＋ R＝ 12R 金屬棒上電流的大小為 I＝ ER外＋ R＝ 2Bav12R＋ R＝ 4Bav3R ，電流方向從 N 到 M 金屬棒兩端的電壓為電源的路端電壓 UMN＝ IR 外＝ 23Bav. (2)圓環(huán) 消耗的熱功率為外電路的總功率 P 外＝ I2R 外＝ 9R 圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率為電路的總功率 P 總＝ IE＝ 3R . 。R4＝ 13Bav，故選 A. 12．如圖 12 所示，半徑為 R 且左端開口的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(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 12 (1)在滑動(dòng)過程中通過電阻 r 的電流的平均值； (2)MN 從左端到右端的整個(gè)過程中，通過 r 的電荷量； (3)當(dāng) MN 通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí)，通過 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)過程磁通量的變化為 ΔΦ＝ BS＝ BπR2，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通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí)，切割磁感線的有效長度最大， 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＝ B2av ＝ 4BωR2， C 正確． 2． (電磁感應(yīng)中的電路問題 )(單選 )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，而其他選項(xiàng)則為電動(dòng)勢(shì)的 B 正確． 3.(電磁感應(yīng)中的能量問題 )(雙選 )如圖 8 所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為 θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻 R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)．斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為 m、電阻可以忽略不計(jì)的金屬棒 ab，在沿著斜面且與棒垂直的恒力 F 作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，且上升的高度為 h，在這一過程中 ( ) 圖 8 A．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零 B．作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于 mgh 與電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱之和 C．恒力 F 與安培力的合力所做的功 等于零 D．恒力 F 與重力的合力所做的功等于電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱 答案 AD 解析 金屬棒勻速上滑的過程中，對(duì)金屬棒受力分析可知，有三個(gè)力對(duì)金屬棒做功，恒力 F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿斜面向下，做負(fù)功．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零，故合力做功為零， A正確；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于 R 上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力 F 與重力的合力所做的功等于電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱， D 正確． 題組一 轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的計(jì)算 1． (單選 )一直升機(jī)停在南半球的地磁極上空．該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為 f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳葉片的近軸端為 a，遠(yuǎn)軸端為 b，如圖 1 所示，如果忽略 a 到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用 E 表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則 ( ) 圖 1 A． E＝ πfl2B，且 a 點(diǎn)電勢(shì)低于 b 點(diǎn)電勢(shì) B． E＝ 2πfl2B，且 a 點(diǎn)電勢(shì)低于 b 點(diǎn)電勢(shì) C． E＝ πfl2B，且 a 點(diǎn)電勢(shì)高于 b 點(diǎn)電勢(shì) D． E＝ 2πfl2B，且 a 點(diǎn)電勢(shì)高于 b 點(diǎn)電勢(shì) 答案 A 解析 解這道題要考慮兩個(gè)問題：一是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小， E＝ Blv＝ Blωl2＝ Bl2πfl2＝ πfl2B；二是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，由右手定則可以判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是由 a→b ，因此 a 點(diǎn)電勢(shì)低． 2． (單選 )如圖 2 所示，導(dǎo)體棒 ab 長為 4L，勻強(qiáng)磁場(chǎng)
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