專題九電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用.doc

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1、專題九　電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用1．如圖9-3-1所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是(　　)．圖9-3-1A．感應(yīng)電流方向是N―→MB．感應(yīng)電流方向是M―→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右解析　答案　AC2．在下列四個(gè)情景中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．A、B中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫?，C、D

2、中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃危鲗?dǎo)線框均繞軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動(dòng)周期均為T.從線框處于圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以在OP邊上從P點(diǎn)指向O點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向．則四個(gè)情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律符合如圖9-3-2所示中it圖象的是(　　)．圖9-3-2解析　線框轉(zhuǎn)動(dòng)90°后開始進(jìn)入磁場(chǎng)，由楞次定律結(jié)合右手定則可得，若線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由O點(diǎn)指向P點(diǎn)為負(fù)值，線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流由P點(diǎn)指向O點(diǎn)為正值，所以B、D錯(cuò)誤；線框若為正方形，進(jìn)入磁場(chǎng)后的一段時(shí)

3、間內(nèi)切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不為定值，感應(yīng)電流不恒定，A錯(cuò)誤；線框若為扇形，進(jìn)入磁場(chǎng)后轉(zhuǎn)動(dòng)90°的時(shí)間內(nèi)切割的有效長(zhǎng)度恒為半徑，為定值，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)恒定，電流恒定，C正確．答案　C3．如圖9-3-3所示，一由均勻電阻絲折成的正方形閉合線框abcd，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，線框bc邊與磁場(chǎng)左右邊界平行．若將該線框以不同的速率從圖示位置分別從磁場(chǎng)左、右邊界勻速拉出直至全部離開磁場(chǎng)，在此過程中(　　)．圖9-3-3A．流過ab邊的電流方向相反B．a(chǎn)b邊所受安

4、培力的大小相等C．線框中產(chǎn)生的焦耳熱相等D．通過電阻絲某橫截面的電荷量相等解析　線框離開磁場(chǎng)，磁通量減小，由楞次定律可知線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)閍―→d―→c―→b―→a，故A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝BLv，I＝，F(xiàn)＝BIL＝，v不同，F(xiàn)不同，故B錯(cuò)誤；線框離開磁場(chǎng)的時(shí)間t＝，產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝，故C錯(cuò)誤；通過導(dǎo)體橫截面的電量q＝It＝，故D正確．答案　D4．如圖9-3-4甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，MN和M′N′是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)

5、域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖9-3-18乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的vt圖象．已知金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母v1、v2、v3、t1、t2、t3、t4均為已知量．(下落過程中bc邊始終水平)根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是(　　)．圖9-3-4A．可以求出金屬框的邊長(zhǎng)B．線框穿出磁場(chǎng)時(shí)間(t4－t3)等于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)間(t2－t1)C．線框穿出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)過程所受安培

6、力方向相同D．線框穿出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)過程產(chǎn)生的焦耳熱相等解析　由線框運(yùn)動(dòng)的vt圖象，可知0～t1線框自由下落，t1～t2線框進(jìn)入磁場(chǎng)，t2～t3線框在磁場(chǎng)中只受重力作用加速下降，t3～t4線框離開磁場(chǎng)．線框的邊長(zhǎng)l＝v3(t4－t3)選項(xiàng)A正確；由于線框離開時(shí)的速度v3大于進(jìn)入時(shí)的平均速度，因此線框穿出磁場(chǎng)時(shí)間小于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)間，選項(xiàng)B錯(cuò)；線框穿出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)過程所受安培力方向都豎直向上，選項(xiàng)C正確；線框進(jìn)入磁場(chǎng)mgl＝Q1＋mv－mv，線框離開磁場(chǎng)mgl＝Q2，可見Q1

7、-5甲所示，bacd為導(dǎo)體做成的框架，其平面與水平面成θ角，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的電阻為R，整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖9-3-19乙所示，PQ能夠始終保持靜止，則0～t2時(shí)間內(nèi)，PQ受到的安培力F和摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是(取平行斜面向上為正方向)圖9-3-5解析　在0～t2內(nèi)，磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，故回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小方向均恒定，所以PQ受到的安培力F＝BIL∝B，方向先沿斜面向上，t1時(shí)刻之后方向變?yōu)檠匦泵嫦蛳?，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)

8、錯(cuò)；靜摩擦力Ff＝mgsinθ－BIL，若t＝0時(shí)刻，mgsinθ>BIL，則Ff剛開始時(shí)沿斜面向上，若t＝0時(shí)刻，mgsinθ