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第二十天 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 1．如圖所示是兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為(　 　) A.E B.E C.E D．E 2．如圖所示，EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿．有均勻磁場垂直于導(dǎo)軌平面．若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB(　 　) A．勻速滑動(dòng)時(shí)，I1＝0，I2＝0 B．勻速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0，I2≠0 C．加速滑動(dòng)時(shí)，I1＝0，I2＝0 D．加速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0，I2≠0 3．如圖所示，正方形導(dǎo)線框abcd的邊長為L＝10 cm，線框平面位于豎直平面內(nèi)，上下兩邊處于水平狀態(tài)．當(dāng)它從某高處落下時(shí)通過一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于線框平面，線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，由于安培力的作用使得線框恰能勻速運(yùn)動(dòng)．已知磁場的寬度h＝4L，線框剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0＝2.5 m/s.那么若以向下為力的正方向，則線框通過磁場區(qū)域過程中所受安培力的圖象可能是以下四圖中的 (　 　) 4．如圖（a），線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，測得cd間的的電壓如圖（b）所示，已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)的電流成正比， 則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是 (　　 ) 5．英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場，如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一帶電荷量為的小球，已知磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場對小球的作用力所做功大小是(　　 ) A．0 B． C． D． 6．如圖所示，一足夠長的光滑平行金屬軌道，其軌道平面與水平面成θ角，上端用一電阻R相連，處于方向垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中．質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，從高為h處由靜止釋放，下滑一段時(shí)間后，金屬桿開始以速度v勻速運(yùn)動(dòng)直到軌道的底端．金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，軌道電阻及空氣阻力均可忽略不計(jì)，重力加速度為g.則(　 　) A．金屬桿加速運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度為v/2 B．金屬桿加速運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做功的功率大于勻速運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做功的功率 C．當(dāng)金屬桿的速度為v/2時(shí)，它的加速度大小為g D．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為mgh－mv2 7． 如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中（ ） A．PQ中電流先增大后減小 B．PQ兩端電壓先減小后增大 C．PQ上拉力的功率先減小后增大 D．線框消耗的電功率先減小后增大 8．將一個(gè)矩形金屬線框折成直角框架abcdefa，置于傾角為α＝37的斜面上，ab邊與斜面的底線MN平行，如圖所示，＝0.2 m，線框總電阻為R＝0.02 Ω，ab邊的質(zhì)量為m＝0.01 kg，其余各邊的質(zhì)量均忽略不計(jì)，框架可繞過c、f點(diǎn)的固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)從t＝0時(shí)刻開始沿斜面向上加一隨時(shí)間均勻增加的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系為 B＝0.5 tT，磁場方向與cdef面垂直．(cos 37＝0.8，sin 37＝0.6) (1)求線框中感應(yīng)電流的大小，并指出ab段導(dǎo)線上感應(yīng)電流的方向； (2)t為何值時(shí)框架的ab邊對斜面的壓力恰為零； (3)從t＝0開始到該時(shí)刻通過ab邊的電荷量是多少。 9．如圖甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量m＝0.1 kg，bc邊長L1＝0.2 m，電阻R＝2 Ω的矩形線圈abcd放置于絕緣光滑水平面上，t＝0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間1 s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示． (1)求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1的大小和線圈在第1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x； (2)寫出第2 s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式； (3)求出線圈ab邊的長度L2。 10．如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L＝0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止．取g＝10 m/s2，問： (1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？ (2)棒ab受到的力F多大？ (3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？ 第二十天 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 1．B 2．D 3．B 4．C 5．D 6．C 7．C 8． (1)1.0 A，a→b；(2)0.8 s；(3)0.8 C 9．(1)0.5 m/s，0.25 m ；(2)F＝0.08t＋0.06(N)； (3)1 m 10．(1)1 A，方向由d到c；(2)0.2 N；(3)0.4 J - 5 -