广东省汕头市澄海中学高中物理-第四章-电磁感应定律练习2-新人教版选修3-2.doc

广东省汕头市澄海中学高中物理 第四章 电磁感应定律练习2 新人教版选修3-2
【知识概要】
一、电磁感应中的电路问题
1.内电路和外电路
(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于 .
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 ,其余部分是外电路.
2.电源电动势
E= 或
二、电磁感应图象问题
图象类型
(1)磁感应强度B、磁通量 、感应电动势E和感应电流I随 变化的图象,即B—t图象、 —t图象、E—t图象和I—t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈 变化的图象,即E—x图象和I—x图象
问题类型
(1)由给定的 过程判断或画出正确的图象
(2)由给定的有关图象分析 过程,求解相应的物理量
应用知 识
左手定则、安培定则、右手定则、 、 、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象知识等

【课堂例题】
【例1】 两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图1所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为x的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q.
求: (1)ab运动速度v的大小.
(2)电容器所带的电荷量q.

【例2】如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?

【例3】如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R，ab = bc = cd =da = l．现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd两边始终保持与边界平行．令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t＝0，电流沿abcda流动的方向为正．
（1）求此过程中线框产生的焦耳热．
（2）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象．
（3）在图丙中画出线框中a、b两点间电势差uab随时间t变化的图象．

【例2】 如图3甲所示,一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以i表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向,以垂直纸面向里的磁场方向为正,则以下的i—t图象中正确的是( )

例5、如图2所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图3中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是 （ ）

【课后训练】
1、如图4所示,金属杆MN在三角形金属框架上以速度v从图示位置起向右做匀速滑动,框架夹角为,杆和框架由粗细均匀横截面积相同的同种材料制成,则回路中的感应电动势E和电流I随时间t变化的规律分别是图中的 ( )

2、如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 （ ）

3、如图所示,在竖直面内有两平行金属导轨MN、PQ.导轨间距为L,电阻不计.一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动.棒与导轨垂直,并接触良好.导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.导轨右边与电路连接.电路中的三个定值电阻阻值分别为2R、R和R.在NQ间接有一水平放置的平行板电容器C,板间距离为d,电容器中有一质量为m的带电微粒,求
(1)当ab以速度v0匀速向左运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止.试判断微粒的带电性质及带电荷量的大小.
(2)ab棒由静止开始以恒定的加速度a向左运动,讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化.(设带电微粒始终未与极板接触)
4、如图5甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4 Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
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