高中物理第1章法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律的綜合應(yīng)用學(xué)案教科版選修3-2-閱讀頁
2024-12-29 03:36本頁面
【正文】 于線框的右邊受到的安培力，所以合力與線框的左邊受力的方向相同．因為線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右，根據(jù)左手定則，線框處的磁場方向先垂直紙面向里、后垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，導(dǎo)線中的電流先為正、后為負(fù)，所以選項 A 正確，選項 B、 C、 D錯誤． 7． 如圖 7甲所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架 cdef處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿 ab 與金屬框架接觸良好．在兩根導(dǎo)軌的端點 d、 e 之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計．現(xiàn)用一水平向右的外力 F作用在金屬桿 ab 上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動，運動中金屬桿 ab 始終垂直于框架．圖乙為一段時間內(nèi)金屬桿 ab 受到的安培力 F 安 隨時間 t 的變化關(guān)系，則下列選項中可以表示外力 F 隨時間 t變化關(guān)系的圖像是 ( ) 圖 7 答案 D 解析 金屬桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 E＝ BLv，感應(yīng)電流為 I＝ BLvR ，安培力 F安 ＝ B2L2vR ，所以v∝ F 安 ，再由題圖乙知 v∝ t，金屬桿的加速度為定值，又由牛頓第二定律得 F－ F 安 ＝ ma，即 F＝F 安 ＋ ma0，可知 D項正確． 題組二 電磁感應(yīng)中的電路問題 8. 如圖 8 所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為 L和 2L的兩只閉合正方形線框 a 和 b，以相同的速度從磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的重力，若閉合 線框的電流分別為 Ia、 Ib，則 Ia∶ Ib為 ( ) 圖 8 A． 1∶4 B ． 1∶2 C ． 1∶1 D ．不能確定 答案 C 解析 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝ BLv，由閉合電路歐姆定律得 I＝ BLvR ，又 Lb＝ 2La，由電阻定律知Rb＝ 2Ra，故 Ia∶ Ib＝ 1∶1. 9. 如圖 9 所示，兩個相同導(dǎo)線制成的開口圓環(huán)，大環(huán)半徑為小環(huán)半徑的 2 倍，現(xiàn)用電阻不計的導(dǎo)線將兩環(huán)連接在一起，若將大環(huán)放入一均勻變化的磁場中，小環(huán)處在磁場外， a、 b 兩點間電壓為 U1，若將小環(huán)放入這個磁場中，大環(huán)在磁場外， a、 b 兩點間電壓為 U2，則 ( ) 圖 9 2＝ 1 2＝ 2 2＝ 4 2＝ 14 答案 B 解析 根據(jù)題意設(shè)小環(huán)的電阻為 R，則大環(huán)的電阻為 2R，小環(huán)的面積為 S，則大環(huán)的面積為 4S，且 Δ BΔ t＝ ，大環(huán)相當(dāng)于電源，小環(huán)相當(dāng)于外電路，所以 E1＝4kS， U1＝ E1R＋ 2RR＝ 43kS；當(dāng)小環(huán)放入這個磁場中時，同理可得 U2＝ E2R＋ 2R2R＝ 23kS，故 U1U2＝ 2，選項 B 正確． 10. 如圖 10所示，豎直平面內(nèi)有一金屬圓環(huán)，半徑為 a，總電阻為 R(指拉直時兩端的電阻 )，磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點 A用鉸鏈連接長度為 2a、電阻為 R2的導(dǎo)體棒 AB， AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時， B 點的線速度為 v，則這時 AB兩端的電壓大小為 ( ) 圖 10 D． Bav 答案 A 解析 擺到豎直位置時， AB 切割磁 感線的瞬時感應(yīng)電動勢 E′ ＝ B( 12v)＝ 歐姆定律有 UAB＝ E′R2＋R4 St R＋ r t＝ nΔ B 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 ＝ Bav29R 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＝ Bav23R .
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