2019-2020年高二物理 寒假作業(yè) 第14天 電磁感應中的電路和圖象問題 新人教版.doc

2019-2020年高二物理 寒假作業(yè) 第14天 電磁感應中的電路和圖象問題 新人教版考綱要求：難易程度：如圖所示，在一磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放著兩根相距為h=0.1 m的平行金屬導軌MN和PQ，導軌電阻忽略不計，在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3 的電阻，導軌上跨放著一根長為L=0.2 m，每米阻值r=2.0 的金屬棒ab，金屬棒與導軌正交放置，交點為c、d，當金屬棒在水平拉力作用于以速度v=4.0 m/s向左做勻速運動時，則下列說法正確的是A金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.2 VB水平拉金屬棒的力的大小為0.02 NC金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.32 VD回路中的發(fā)熱功率為0.06 W【參考答案】BC【試題解析】金屬棒cd段產生的感應電動勢為Ecd=Bhv=0.50.14 V=0.2 V；cdQN中產生的感應電流為；金屬棒ab兩端的電勢差等于Uac、Ucd、Udb三者之和，由于Ucd=EcdIrcd，所以Uab=EabIrcd=BLvIrcd=0.32 V，故A錯誤，C正確；使金屬棒勻速運動的外力與安培力是一對平衡力，方向向左，大小為F=F安=BIh=0.50.40.1 N=0.02 N，選項B正確；回路中的熱功率P熱=I2(R+hr)=0.08 W，D錯誤。【名師點睛】本題是電磁感應與電路知識的綜合，要區(qū)分清楚哪部分電路是電源，哪部分是外部分，以及ab兩端點間的電勢差與感應電動勢的關系?！局R補給】電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法1排除法：定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢（增大還是減?。?、變化快慢（均勻變化還是非均勻變化），特別是物理量的正負，排除錯誤的選項。2函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系，然后由函數(shù)關系對圖象作出分析和判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法。如圖所示，足夠長光滑平行金屬導軌MN、PQ水平放置，導軌間距為L，一個磁感應強度為B的勻強磁場向下垂直穿過導軌平面，導軌上端M與P間接有電容為C的電容器，金屬棒開始靜止?，F(xiàn)對金屬棒施加一水平向右、大小為F的恒力作用，不計一切摩擦和電阻，則經過時間t的過程中A金屬棒可能做變加速運動B金屬棒中的電流恒定C電容器所帶電荷量D電容器儲存的電場能為如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中APQ中電流一直增大BPQ中電流一直減小C線框消耗的電功率先增大后減小D線框消耗的電功率先減小后增大如圖所示，MN、PQ是傾角為的兩平行光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻忽略不計?？臻g存在著垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與軌道接觸良好，每根導體棒的質量均為m，電阻均為r，軌道寬度為L，與軌道平行的絕緣細線一端固定，另一端與ab棒中點連接，細線承受的最大拉力Tm=2mgsin 。今將cd棒由靜止釋放，則細線被拉斷時，cd棒的A速度大小是B速度大小是C加速度大小是2gsin D加速度大小是0如圖，線圈abcd固定于分布均勻的磁場中，磁場方向垂直線圈平面。當磁場的磁感應強度B隨時間t變化時，該磁場對ab邊的安培力大小恒定。下列描述B隨t變化的圖象中，可能正確的如圖，兩根足夠長光滑平行金屬導軌、傾斜放置，勻強磁場垂直于導軌平面，導軌的上端與水平放置的兩金屬板M、N相連，板間距離足夠大，板間有一帶負電的塵埃，金屬棒水平跨放在導軌上，下滑過程中與導軌接觸良好。現(xiàn)同時由靜止釋放帶電塵埃和金屬棒，則A金屬棒最終沿金屬導軌勻速下滑B金屬棒一直沿金屬導軌加速下滑C金屬棒下滑過程中M板電勢高于N板電勢D帶電塵埃一直向著N板運動，最終做勻速直線運動如圖所示，水平放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ處于豎直向下的足夠大的勻強磁場中，導軌間距為L，導軌右端接有阻值為R的電阻。一根質量為m，電阻為r的金屬棒垂直導軌放置，并與導軌接觸良好?，F(xiàn)使金屬棒以某初速度向左運動，它先后經過位置a、b后，到達位置c處剛好靜止。已知磁場的磁感應強度為B，金屬棒經過a、b處的速度分別為v1、v2，a、b間距離等于b、c間距離，導軌電阻忽略不計。下列說法中正確的是A金屬棒運動到a處時的加速度大小為B金屬棒運動到b處時通過電阻R的電流方向由Q指向NC金屬棒在ab與bc過程中通過電阻R的電荷量相等D金屬棒在a處的速度v1是其在b處速度v2的倍U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2 T的勻強磁場中，磁場方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5 m，橫跨在導線框上的導體棒ab的電阻r=1.0 ，接在NQ間的電阻R=4.0 ，電壓表為理想電表，其余電阻不計。導體棒在水平外力作用下以速度=2.0 m/s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦。求：（1）通過電阻及ab的電流方向如何?（2）電壓表的示數(shù)為多少?（3）若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0 m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少?【參考答案】，D正確。C 設導體棒的長度為，磁感應強度為，導體棒的速度保持不變，根據(jù)法拉第電磁感應定律，感應的電動勢不變，設線框左邊的電阻為，則左右兩邊線框的電阻為，流過PQ的電流，可以看出當PQ從靠近ad向bc靠近過程中，從零增大到3R，從而可以判斷電流先減小后增大，故AB項錯誤；電源的內阻為，PQ從靠近ad向bc靠近過程中，外電路的并聯(lián)等效電阻從零增大到0.75R又減小到零，外電路的電阻等于電源內阻的時候消耗的功率最大，所以外電路的功率應該先增大后減小，故C正確，D項錯誤。AD 細線被拉斷時，拉力達到，根據(jù)平衡條件有，可得ab棒所受安培力，由于兩棒的電流相等，所受安培力大小相等，由，可得cd棒的速度，A正確，B錯誤；對cd棒，根據(jù)牛頓第二定律有，得a=0，C錯誤，D正確。B 當磁感應強度發(fā)生變化時，線框內產生感應電動勢為：，感應電流為：，安培力為：，聯(lián)立得：，由公式可知，安培力恒定，若磁場B增大，則減小，若B減小，則增大，所以四個圖象中只有B正確?！久麕燑c睛】當磁感應強度發(fā)生變化時，線框內產生感應電流，由法拉第電磁感應定律即可表達出感應電動勢，再由歐姆定律和安培力的表達式即可求出B的變化?！久麕燑c睛】金屬棒沿光滑導軌加速下滑，棒中有感應電動勢而對電容器充電，充電電流通過金屬棒時受安培力作用，只有金屬棒速度增大時才有充電電流，因此總有mgsinBIl>0，由右手定則判斷電勢高低。BC 金屬棒運動到a處時，有，安培力，由牛頓第二定律得加速度，A錯誤；金屬棒運動到b處時，由右手定則判斷知，通過電阻的電流方向由Q指向N，B正確；金屬棒在ab過程中，通過電阻的電荷量，同理，在bc的過程中，通過電阻的電荷量，由于，可得，C正確；在bc的過程中，對金屬棒運用動量定理得：，而，解得，同理，在ac的過程中，對金屬棒運用動量定理得：，而，解得，因，因此，D錯誤。則電阻R兩端的電壓為則電壓表的示數(shù)為0.16 V（3）由，得，通過導體棒的電荷量為：【名師點睛】本題是電磁感應與電路知識的綜合，要掌握電磁感應和電路的基本規(guī)律，對于電磁感應中復雜的電路問題常常要畫等效電路研究。