2015_2016学年高中物理第四章法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练新人教版选修3_2.doc

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1、【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2知识点一楞次定律、电磁感应现象1如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中()A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大答案B解析线框下落过程中，穿过线框的磁通量减小，选项A错误；由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向，选项B正确；线框受到的安培力的合力竖直向上，但小于重力，则合力不为零，选项C错误；在下落过程中，安培力对线框做负功，则其机

2、械能减小，选项D错误。2如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知sin，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()ABS B.BSC.BS D.BS答案B解析在磁通量BS公式中，B与S必须垂直，若B与S不垂直，则S要转化为垂直于B的有效面积，也可以将B转化为垂直于S的垂直分量，故BSsinBS。知识点二电磁感应中的图象3矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图(图乙)中正确的是()答案D解析本题利用楞次定律可

3、判断感应电流的方向。01 s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律判断出感应电流的磁场方向向外，根据安培定则知感应电流的方向为逆时针，即电流的方向为负，排除A、C选项；23 s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。知识点三电磁感应中的能量关系4. 如图所示，由7根长度都是L的金属杆连接成的一个“日”字形的矩形金属框abcdef，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度的大小是B，方向垂直于纸面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框

4、从磁场的左边界水平向右拉，从cd杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：(1)cd杆在磁场中运动的过程中，通过af杆的电流；(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q。答案(1)(2)解析在“日”字形矩形金属框穿过磁场的过程中，cd、be和af依次切割磁感线作为电源对其他两段导体供电，af杆中的电流和产生的电热Q可用欧姆定律和电热公式求解。(1)cd杆在磁场中运动时，cd杆作为电源，产生的电动势为EBLv由欧姆定律，回路中的电流I通过af中的电流I1I(2)在线框穿过磁场的过程中，三杆依次充当电源，但电路的连接关系不变。由焦耳定律QI2RtIEtBLv。知识点四电磁感应中

5、电路问题5均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，每边边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，(1)求线框中产生的感应电动势的大小；(2)求c、d两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。答案(1)BL(2)BL(3)h解析cd边刚进入磁场时，切割磁感线相当于电源，所以cd两点间的电势差大小等于电源的路端电压。(1)线框下落h的过程中做自由落体运动，由运动学公式得，cd边刚进入磁场时，线框速度v刚进入磁

6、场时cd边切割磁感线，所以线框中产生的感应电动势EBLvBL。(2)由欧姆定律知，此时线框中电流Icd两点间的电压UIRBL。(3)安培力FBIL根据牛顿第二定律mgFma，由a0解得下落高度满足h。6某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F。答案(1)2NBl2(2)解析(1)bc、ad边的运动速度v，感应电动势Em4NBlv，解得Em2NBl2。(2)电流：Im安培力：F2NBIml解得F。5