1、浑源县高考补习学校课时教学案编 号 052 编制时间 12 月 9 日 编制者贾培清科目 物理 课题：循序渐进学物理电磁感应综合训练【例1】如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，通过导线截面的电量为，则（ ）ABCDcabMdNBQP【例2】如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B。边长为L的正方形金属abcd（下简称方框）放在光滑的水平面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（下简称U型框），
2、U型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r。NPbQMBacd（1）将方框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v0垂直NP边向右匀速运动，当U型框的MQ端滑至方框的最右侧（如图所示）时，方框上的bc两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？（2）若方框不固定，给U型框垂直NP边向右的初速度v0，如果U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少？（3）若方框不固定，给U型框垂直NP边向右的初速度v(vv0)，U型框最终将与方框分离。如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s。求两金属框分离时的速度各为多
3、大？ M 2 1 N P Q【例3】如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为和R1、R2，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。B【例4】（2004湖南理综）一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋
4、桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）AEfl2B，且a点电势低于b点电势 BE2fl2B，且a点电势低于b点电势CEfl2B，且a点电势高于b点电势 DE2fl2B，且a点电势高于b点电势B【例5】有一边长分别L和2L的矩形导体框，导体框的总电阻为R。让导体框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕两短边中点为轴旋转，如图所示。求： （1）导体框的发热功率。 （2）导体框转到图中位置时，某一长边两端电压。1如图所示为一演示实验的电路图，图中L是一带有铁心的线圈，A是一灯泡，电键K处于闭
5、合状态，电路是接通的。现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从 端到 端。这个实验是用来演示_现象的。2如图，L为自感线圈，R是一个灯泡。当K闭合瞬间，a、b两点电势相比，_点电势较高，当K切断瞬间a、b两点电势相比，_电势较高。3如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈中，第一次用0.2s，第二次用1s，则前后两次线圈中产生的感应电动势之比为 ；线圈中通过的电量之比为 。4如图所示，一电阻为R的矩形线框，长为L，宽为a，在外力作用下，以速度v向右运动，通过宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，在下列两种情况下求外力做的功：（1）Ld时；（2）Ld时。Rv05如图所示，在竖直平面
6、内的两根平行金属导轨，顶端用一电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面。一质量为m的金属棒他们ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又返回下行到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计。则在上行与下行两个过程中，下列说法不正确的是：A回到出发点的速度v大于初速度v0；B通过R的最大电流上行大于下行；C电阻R上产生的热量上行大于下行；D所用时间上行小于下行。练习Rv01如图所示，在竖直平面内的两根平行金属导轨，顶端用一电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面。一质量为m的金属棒他们ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又返回下行到原处，整个过程金
7、属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计。则在上行与下行两个过程中，下列说法不正确的是：A回到出发点的速度v大于初速度v0；B通过R的最大电流上行大于下行；C电阻R上产生的热量上行大于下行；D所用时间上行小于下行。2如图所示，长直导线右侧的矩形线框abcd与直导线位于同一平面，当长直导线中的电流发生如图所示的变化时（图中所示电流方向为正方向），线框中的感应电流与线框受力情况为（ ） t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右 t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左 在t2时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右 在t3时刻，线框内无电流，线框不受力
8、A B C D AB3如图所示，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行。线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间。下面的说法中正确的是（ ） 在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量为零 在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零 从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化 从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向保持不变A B C D4如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变
9、化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力 （ ） FBBabcd0xii0i0x5如图（俯视）所示，空间有两个沿竖直方向的有界匀强磁场，磁感强度都是B，磁场区的宽度都是L，边界线相互平行，左边磁场的方向竖直向下，右边磁场的方向竖直向上。一边长也为L的正方形导线框abcd放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下沿水平面通过磁场区。线框的bc边始终平行于磁场区的边界，力F垂直于线框的bc边，且线框的bc边刚进入左边磁场时和线框的ad边将离开右边磁场时，线框都恰好做匀速运动，此时线框中的电流
10、为i0。试在右面Ix坐标平面上，定性画出从导线框刚进入到完全离开磁场的过程中，线框内的电流i随bc边位置的坐标x变化的曲线。6两根金属导轨平行放置在倾角为=30的斜面上，导轨左端接有电阻R=10，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大值v=2m/s。求此过程中电阻中产生的热量。浑源县高考补习学校限时训练卷科目 物理 编制时间 11 月 30 日 编制者贾培清 编 号 080 循序
11、渐进学物理电磁磁感应 楞次定律 班级 姓名 第 列参考答案：1.A 2. C 3. D 4.A3Li0-i0ixL2L-2i02i005图线如图（该段电流末值 | it2 | 、= 或W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即，由，得：故正确答案为选项C。【例2】解析：（1）当方框固定不动，U型框以v0滑至方框最右侧时，感应电动势为E，有：E=BLV0 (1)bc间并联电阻 R并= (2)bc两端的电势差 Ubc=R并 （3）由(1)(2)(3)得Ubc=BLV。 (4)此时方框的热功率P=（）2 R并 (5)由(1)(2)(5)得： (6)（2）若方框不固定，当U型框恰好不与方框
12、分离时速度设为v,由动量守恒可知 (7)由能的转化和守恒可知总热量Q为Q=3m v02 - (3m+4m)v2 (8) 由(7)(8)可知，Q=mv02 (9)（3）若方框不固定，设U型框与方框分离时速度分别为v1、v2由动量守恒可知：3mv=3mv1+4mv2 (10) 在t时间内相距S可知：s=(v1-v2)t (11)由（10）（11）可知 v1=(3v+) v2=(v- ) (12【例3】解法1：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势 感应电流 杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力， 导体杆2克服摩擦力做功的功率 解得
13、 【例3】解法2：以F表示拖动杆1的外力，以I表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时，对杆1有 对杆2有 外力F的功率 以P表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有 由以上各式得 【例4】答案：A【例5】解析：（1）导体框在磁场中产生感应电动势其最大值为其有效值为矩形导体框的发热功率（2）导体框转动如图所示位置时某长边产生的电动势是最大电动势的一半. .此时导体框中的电流某一长边两端电压【例13】 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图1所示，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计
14、。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热量最多是多少？ （2）当ab棒的速度变为初速度的时，cd棒的加速度是多少？答案：（1） 答案：（2）【例19】如图，足够长的光滑平行导轨水平放置，电阻不计，部分的宽度为，部分的宽度为，金属棒和的质量，其电阻大小，和分别在和上，垂直导轨相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为，开始棒向右速度为，棒静止，两棒运动时始终保持平行且总在上运动，总在上运动，求、最终的速度。解析：本题由于两导轨的宽度不等，、系统动量不守恒，可对、分别用动量定理。运动产生感应电流，、在安培力的作用下，分别作减速和加速运动。的运动产生了反电动势。回路的，随着减小，增加，减小，安培力也随之减小，故棒的加速度减小，棒的加速度也减小。当，即时，两者加速度为零，两棒均匀速运动，且有对、分别用动量定理 而 联立以上各式可得：