2015-2016高中物理 第四章 第五节 电磁感应定律的应用练案 新人教版选修3-2.doc

‎2015-2016高中物理 第四章 第五节 电磁感应定律的应用练案 新人教版选修3-2‎ 当堂检测A组（反馈练）‎ B ‎1．如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法正确的是（ ）‎ A.当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小 B.当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 C.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 D.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变 ‎2. 如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（ ） ‎ A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无电势差 B．MN这段导体做切割磁感线运动，MN间有电势差 C．MN间有电势差，所以电压表有读数 D．因为无电流通过电压表，所以电压表无读数 ‎3. 在北半球地磁场的坚直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势力U2，则（　） A. 若飞机从西往东飞，U1比U2高 B. 若飞机从东往西飞，U2比U1高 C. 若飞机从南往北飞，U1比U2高 D. 若飞机从北往南飞，U2比U1高 4. 如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（ ）‎ A.减速运动到停止 B.来回往复运动 C.匀速运动 D.加速运动 ‎5. 如图所示，处于水平面内的长平行金属框架内接有电阻R1、R2，R1=R2=1Ω，框架电阻不计，垂直框架平面的匀强磁场B=0.2T，平行框架间距L=‎0.5m，一金属杆ab沿垂直于框架方向放在框架上，其电阻不计，金属杆可以沿框架接触良好的无摩擦地滑动，试求：‎ ‎（1）金属杆中点突然受到一个力打击而以v0=‎10m/s的初速度沿框架向右滑动，在滑动过程中，金属杆受到的安培力大小怎样变化？金属杆的速度和加速度怎样变化？‎ ‎（2）若金属杆质量m=0.1kg，则滑行过程中，电阻R1上消耗的电能多大？（设框架足够长）‎ A组 答案：1.AD 2.BD 3.AC 4.C 4‎ ‎5.（1）安培力逐渐减小到零，速度和加速度都将减小到零（2）2.5J 提示：金属棒的动能转化成回路的电能，再根据并联电路的规律求解。‎ B组（拓展练）‎ ‎1．如图所示，固定在水平桌面上的金属框架若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图中的（ ）‎ 答案：B ‎2．如图所示，竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B0=0.5T，并且以=1T/s在增加，水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计，导轨宽为‎0.5m，左端所接电阻R= 0.4Ω。在导轨上l=‎1.0m处的右端搁一金属棒ab，其电阻R0=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M = ‎2kg 的重物，欲将重物吊起，问：‎ l R B a b ‎（1）感应电流的方向（请将电流方向标在本题图上）以及感应电流的大小；‎ ‎（2）经过多长时间能吊起重物。‎ ‎2．（1）感应电流的方向：顺时针绕向 ‎ ‎ ‎ ‎ 感应电流大小： ‎ ‎（2）由感应电流的方向可知磁感应强度应增加： ‎ 安培力 ‎ ‎ 要提起重物，F ≥ mg ， ‎ ‎3．正方形金属线框abcd，每边长=‎0.1m，总质量m=‎0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，‎ 4‎ 线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做 匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：‎ ‎（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？‎ ‎（2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？‎ ‎3．解：（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl ‎ 由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg ‎ 联立求解，得I=‎8A 由欧姆定律可得，E=IR=0.16V ‎ 由公式E=Blv，可求出v=‎3.2m/s ‎ 此时磁场对线框的作用力F=BIl=0.4N ‎（2）重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J ‎ 由能量守恒可得产生的电能为J ‎4. 如图所示，R1=5Ω，R2=6Ω，电压表与电流表的量程分别为0~10V和0~‎3A，电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab棒处于匀强磁场中。‎ ‎（1）当变阻器R接入电路的阻值调到30Ω，且用F1=40N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度v1时，两表中恰有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab棒的速度v1是多少？‎ ‎（2）当变阻器R接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大？‎ ‎4． (1)假设电流表指针满偏，即I＝‎3 A，那么此时电压表的的示数为U＝IR并＝15 V，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。因此，应该是电压表正好达到满偏。 ‎ 当电压表满偏时，即U1＝10 V，此时电流表示数为I1＝A＝2 A ‎ 设a、b棒稳定时的速度为v1，产生的感应电动势为E1，则 E1＝BLv 且E1＝I1（R1＋R并）＝20 V ‎ a、b棒受到的安培力为F1＝BIL＝40 N 解得v1＝‎1 m/s ‎ ‎(2)利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I2＝‎3 A，此时电压表的示数为U2＝I2R并＝6 V 4‎ 可以安全使用，符合题意。 ‎ 由F＝BIL可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以 ‎ 4‎