1、第 10 講電磁感應(yīng)中?？嫉?3 個問題 1(2012北京理綜，19)物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”如圖 10 10 所示，她把一個帶鐵芯的線圈 L、開關(guān) S 和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金 屬套環(huán)置于線圈 L 上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān) S 的瞬間，套環(huán)立刻跳起 某同學(xué)另找來器材再探究此實驗他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均 未動對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是通八 達(dá)() 圖 1010 A線圈接在了直流電源上 B電源電壓過高 C所選線圈的匝數(shù)過多 D所用套環(huán)的材料與老師的不同 2如圖 1011 所示，在傾角為 的斜面上固定有兩根足夠 長的平行

2、光滑導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為 L，金屬導(dǎo)體棒 ab 垂 直于兩導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒 ab 的質(zhì)量為 m，電阻為 R.導(dǎo)軌電阻不計空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁 感應(yīng)強度為 B.當(dāng)金屬導(dǎo)體棒 ab 由靜止開始向下滑動一段時 圖 1011 間 t0后，再接通開關(guān)S，則關(guān)于導(dǎo)體棒ab 運動的 vt 圖象可能正確的是() 3(2012臨沂模擬)如圖 1012 所示，在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁 場區(qū)域中有一個均勻?qū)Ь€制成的單匝直角三角形線框 現(xiàn)用外力 使線框以恒定的速度 v 沿垂直磁場方向向右運動， 運動中線框的 AB 邊始終與磁場右邊界平行已知 ABBCl，線框?qū)Ь€的總 電阻為 R，則

3、線框離開磁場的過程中() A線框中的電動勢隨時間均勻增大 Bl2 B通過線框截面的電荷量為2R 2B2l2v C線框所受外力的最大值為 R D線框中的熱功率與時間成正比 4(2012山東理綜，20)如圖 1013 所示，相距為 L 的兩 條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為 ，上 端接有定值電阻 R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng) 強度為 B.將質(zhì)量為 m 的導(dǎo)體棒由靜止釋放， 當(dāng)速度達(dá)到 v 時開始勻速運動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向 圖 1013 圖 1012 下的拉力，并保持拉力的功率恒為 P，導(dǎo)體棒最終以 2v 的速度勻速運動導(dǎo)體 棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒

4、的電阻，重力加速度為 g.下列 選項正確的是() AP2mgvsin BP3mgvsin v g C當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2時加速度大小為2sin D 在速度達(dá)到 2v 以后勻速運動的過程中， R 上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 5如圖 1014 所示，空間被分成若干個區(qū)域，分別以水平線 aa、bb、cc、dd為 界，每個區(qū)域的高度均為 h，其中區(qū)域存在垂直于紙面向外的勻強磁場，區(qū)域 存在垂直于紙面向里且與區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場 豎直面內(nèi) 有一邊長為 h、質(zhì)量為 m 的正方形導(dǎo)體框，導(dǎo)體框下邊與 aa重合并由靜止開始 自由下落，導(dǎo)體框下邊剛進(jìn)入 bb就做勻速直線運動，之后導(dǎo)體框下邊越過

5、cc 進(jìn)入?yún)^(qū)域， 導(dǎo)體框的下邊到達(dá)區(qū)域的某一位置時又開始做勻速直線運動 求： (1)導(dǎo)體框在區(qū)域勻速運動的速度 (2)從導(dǎo)體框下邊剛進(jìn)入 bb時到下邊剛觸到 dd時的過程中，導(dǎo)體框中產(chǎn)生的熱 量(已知重力加速度為 g，導(dǎo)體框始終在豎直面內(nèi)運動且下邊始終水平) 圖 1014 參考答案： 【隨堂演練】 1D金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān) S 閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流與通電螺 線管上的電流相互作用而引起的線圈接在直流電源上，S 閉合時，金屬套 環(huán)也會跳起 電壓越高， 線圈匝數(shù)越多， S 閉合時， 金屬套環(huán)跳起越劇烈 若 套環(huán)是非導(dǎo)體材料， 則套環(huán)不會跳起 故選項 A、 B、 C 錯誤、 選項 D 正確

6、2ACD當(dāng)開關(guān) S 閉合前導(dǎo)體棒 ab 勻加速運動時，其加速度為 agsin ， 經(jīng)時間 t0，其末速度為 vtgt0sin .當(dāng)開關(guān) S 閉合后，導(dǎo)體棒 ab 會受到安培 力作用，由左手定則可知，安培力沿導(dǎo)軌向上，當(dāng)導(dǎo)體棒的重力沿導(dǎo)軌向 下的分力與安培力平衡時，導(dǎo)體棒的運動速度達(dá)到穩(wěn)定，這就是導(dǎo)體棒的 收尾速度 3AB三角形線框向外勻速運動的過程中，由于有效切割磁感線的長度L vt，所以線框中感應(yīng)電動勢的大小 EBLvBv2t，故選項 A 正確；線框離 Bl2 開磁場的運動過程中，通過線圈的電荷量 QIltRt2R，選項 B 正 確；當(dāng)線框恰好剛要完全離開磁場時，線框有效切割磁感線的長度最大

7、， B2l2vB2v4t2 2 則 FBIl R ，選項C 錯誤；線框的熱功率 PFvBIv t R ，選項 D 錯誤 4AC導(dǎo)體棒由靜止釋放，速度達(dá)到 v 時，回路中的電流為 I，則根據(jù)共點 力的平衡條件，有 mgsin BIL.對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力， 以 2v 的速度勻速運動時，則回路中的電流為 2I，則根據(jù)平衡條件，有 F mgsin 2BIL 所以拉力 Fmgsin ，拉力的功率 PF2v2mgvsin ，故 v I 選項 A 正確、選項 B 錯誤；當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到2時，回路中的電流為2， Ig 根據(jù)牛頓第二定律，得 mgsin B2Lma，解得 a2sin ，選項 C 正確； 當(dāng)導(dǎo)體棒以 2v 的速度勻速運動時，根據(jù)能量守恒定律，重力和拉力所做的 功之和等于 R 上產(chǎn)生的焦耳熱，故選項 D 錯誤 5 解析(1)導(dǎo)體框從 aa到 bb過程中， 設(shè)剛進(jìn)入 bb時導(dǎo)體框的速度為 v， 1 則 mgh2mv2 所以 v 2gh 導(dǎo)體框進(jìn)入 bb開始勻速運動時 Bhv mgBIh，I R B2h2v 所以 mg R 導(dǎo)體框下邊到達(dá)區(qū)域的某一位置時又開始做勻速直線運動時 mg2BIh，I 4B2h2v 所以 mg R 2Bhv R v 1 由以上各