北京市高中物理 电磁感应 05 电磁感应与电路的知识能的转化和守恒专题学案(无答案)新人教版选修3-2(通用)

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北京市高中物理 电磁感应 05 电磁感应与电路的知识能的转化和守恒专题学案(无答案)新人教版选修3-2(通用)

电磁感应与电路的知识、能的转化和守恒专题 ‎ 授课内容:‎ 例题1、一闭合金属环垂直于磁力线放置在磁场中,若磁场以ΔB/Δt为某一常数的规律变化,环中的感应电流值为I。若将环的面积增大到三倍,环还用原来的规格的导线制作,按原方式放入原磁场中,感应电流值变为 。‎ 例题2、如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E。则a、b两点间的电势差为( )‎ A.E/2 B.E/‎3 C.2E/3 D.E ‎ ‎ 图二 图三 例题3、如图所示,三角形金属导轨EOF上放一金属杆AB,在外力作用下使AB保持与OF垂直,以速度v从O点开始向右平移,设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成,则下列正确的是( )‎ A.电路中的感应电动势大小不变 B.电路中的感应电动势逐渐增大 C.电路中的感应电流大小不变 D.电路中的感应电流逐渐减小 例题4、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是( )‎ A B C D 图四 例题5、半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计,‎ ‎(1)若棒以v0=‎5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO’的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流.‎ ‎(2)撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=()T/s,求L1的功率.‎ 图五 例题6、图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为‎0.40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直.质量m为6.0×10-‎3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1.当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取‎10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2.‎ 图六 例题7、如图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外),其大小为(其中r为辐射半径),设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁的半径),而弯成铝环的铝丝其横截面积为S,圆环通过磁场由静止开始下落,下落过程中圆环平面始终水平,已知铝丝电阻率为,密度为0,试求:‎ ‎(1)圆环下落的速度为v时的电功率;‎ ‎(2)圆环下落的最终速度;‎ ‎(3)当下落高度h时,速度最大,从开始下落到此时圆环消耗的电能.‎ 图七 例题8、如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.‎ ‎(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.‎ ‎(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?‎ ‎(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?‎ 图八
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