20xx教科版高中物理選修3-2第1章法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律的綜合應(yīng)用-展示頁
2024-12-19 22:19本頁面
【正文】 ① 若回路面積不變，磁感應(yīng)強度變化時，用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向，用 E＝ nΔ ΦΔ t 確定感應(yīng)電動勢大小的變化； ② 若磁場不變，導(dǎo)體桿切割磁感線，用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，用 E＝ BLv 確定感應(yīng)電動勢大小的變化． (4)涉及受力問 題，可由安培力公式 F＝ BIL 和牛頓運動定律等規(guī)律寫出有關(guān)函數(shù)關(guān)系式． (5)畫圖像或判斷圖像．特別注意分析斜率的變化、截距等． 例 3 在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)．規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖 3甲所示，磁場方向向上為正．當(dāng)磁感應(yīng)強度 B隨時間 t按圖乙變化時，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是 ( ) 圖 3 解析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有： E＝ nΔ ΦΔ t＝ nSΔ BΔ t，因此在面積、匝數(shù)不變的情況下，感應(yīng)電動勢與磁場的變化率成正比， 即與 B－ t圖像中的斜率成正比，由圖像可知： 0～ 2 s，斜率不變，故形成的感應(yīng)電流不變，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向為順時針方向 (俯視 )即為正值；2～ 4 s 斜率不變，感應(yīng)電流方向為逆時針方向 (俯視 )，即為負值．整個過程中的斜率大小不變，所以感應(yīng)電流大小不變，故 A、 B、 D 錯誤， C正確． 答案 C 例 4 如圖 4 所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在 x 軸上且長為 2L，高為 L，紙面內(nèi)一邊長為 L的正方形導(dǎo)線框沿 x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域，在 t＝ 0 時刻恰好位于如圖所示的位置，以順時 針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，下列選項 中，能夠正確表示導(dǎo)線框的電流 — 位移 (I－ x)關(guān)系的是 ( ) 圖 4 解析 如圖甲所示，線框運動距離 x≤ L 時的感應(yīng)電動勢 E＝ Bvx；當(dāng) L≤ x≤ 32L 時幾何關(guān)系如圖乙所示，此時感應(yīng)電動勢為 E＝ Bv(2L－ x)－ Bv(x－ L)＝ Bv(3L－ 2x)，此時圖線斜率的絕對值為x≤ L 時的 2 倍，由右手定則可知感應(yīng)電流的方向為順時針方向，由對稱性可知 A正確． 答案 A 1． (電磁感應(yīng)中的電路問題 )粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場 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不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框一邊 a、 b 兩點間的電勢差絕對值最大的是( ) 答案 B 解析 在磁場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)電動勢的電源．四個選項中的感應(yīng)電動勢大小均相等，回路電阻也相等，因此電路中的電流相等， B 中 a、 b 兩點間電勢差為路端電壓，為感應(yīng)電動勢的 34倍，而其他選項則為感應(yīng)電動勢的 14倍．故選項 B正確． 2. (電磁感應(yīng)中的圖像問題 )如圖 5 所示，兩條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 abcda方向為感應(yīng)電流的正方向，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 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(dāng)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(dāng) bc 邊穿出磁場區(qū)域時，線圈中的感應(yīng)電流方向沿 abcda方向，是正方向，故其圖線在時間軸的上方，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
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