2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)精講深剖(打包29套).zip,2018,年高,物理,一輪,復(fù)習(xí),精講深剖,打包,29
專題11.2 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流題
(一)真題速遞
1.(2017新課標(biāo)Ⅱ 20)20.兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖(a)所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動,cd邊于t=0時刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針時,感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T
B.導(dǎo)線框運(yùn)動的速度的大小為0.5m/s
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外
D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N
【答案】BC
【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于線圈過磁場的問題;關(guān)鍵是能通過給出的E-t圖像中獲取信息,得到線圈在磁場中的運(yùn)動情況,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律及楞次定律進(jìn)行解答.此題意在考查學(xué)生基本規(guī)律的運(yùn)用能力以及從圖像中獲取信息的能力.
2.(2017天津卷,3)如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?,F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小,ab始終保持靜止,下列說法正確的是
A.a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向由b到a
B.a(chǎn)b中的感應(yīng)電流逐漸減小
C.a(chǎn)b所受的安培力保持不變
D.a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小
【答案】D
【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)從電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手,熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。
3.(2017海南,10)(多選)如圖,空間中存在一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向與豎直面(紙面)垂直,磁場的上、下邊界(虛線)均為水平面;紙面內(nèi)磁場上方有一個正方形導(dǎo)線框abcd,其上、下兩邊均為磁場邊界平行,邊長小于磁場上、下邊界的間距。若線框自由下落,從ab邊進(jìn)入磁場時開始,直至ab邊到達(dá)磁場下邊界為止,線框下落的速度大小可能
A.始終減小 B.始終不變 C.始終增加 D.先減小后增加
【答案】CD
【解析】導(dǎo)線框開始做自由落體運(yùn)動,ab邊以一定的速度進(jìn)入磁場,ab邊切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可知ab邊受到向上的安培力,當(dāng)安培力大于重力時,線框做減速運(yùn)動,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后,線框不產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時只受重力,做加速運(yùn)動,故先減速后加速運(yùn)動,故A錯誤、D正確;當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場后安培力等于重力時,線框做勻速運(yùn)動,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后,線框不產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時只受重力,做加速運(yùn)動,故先勻速后加速運(yùn)動,故A錯誤;當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場后安培力小于重力時,線框做加速運(yùn)動,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后,線框不產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時只受重力,做加速增大的加速運(yùn)動,故加速運(yùn)動,故C正確;
4.(2017海南,13)如圖,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面(紙面)內(nèi),軌間距為l,左端連有阻值為R的電阻。一金屬桿置于導(dǎo)軌上,金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知金屬桿以速度v0向右進(jìn)入磁場區(qū)域,做勻變速直線運(yùn)動,到達(dá)磁場區(qū)域右邊界(圖中虛線位置)時速度恰好為零。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。除左端所連電阻外,其他電阻忽略不計。求金屬桿運(yùn)動到磁場區(qū)域正中間時所受安培力的大小及此時電流的功率。
【答案】 .
設(shè)導(dǎo)體棒在中間的位置時的速度為v,由運(yùn)動學(xué)公式有:v2﹣v02=2ax中
解得:v=
則導(dǎo)體棒運(yùn)動到中間位置時,所受到的安培力為:F=BIl=;
導(dǎo)體棒電流的功率為:P=I2R=;
5.(2017江蘇卷,13)如圖所示,兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),其右端接一阻值為R的電阻.質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上,其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下.當(dāng)該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后,金屬桿的速度變?yōu)関.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計,導(dǎo)軌光滑且足夠長,桿在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求:
(1)MN剛掃過金屬桿時,桿中感應(yīng)電流的大小l;
(2)MN剛掃過金屬桿時,桿的加速度大小a;
(3)PQ剛要離開金屬桿時,感應(yīng)電流的功率P.
【答案】(1) (2) (3)
【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵在于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電動勢E=Blv,切割的速度(v)是導(dǎo)體與磁場的相對速度,分析這類問題,通常是先電后力,再功能。
6.(2016全國卷Ⅱ)如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上,t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動,t0時刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求
(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大小;
(2)電阻的阻值。
【答案】(1)Blt0(-μg) (2)
7.(2016全國卷Ⅰ)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上,已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g,已知金屬棒ab勻速下滑。求
(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??;
(2)金屬棒運(yùn)動速度的大小。
【答案】(1)mg(sin θ-3μcos θ)(2)(sin θ-3μcos θ)
8.(2016全國卷Ⅲ)如圖,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運(yùn)動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求:
(1)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值;
(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。
【答案】(1)(2)B0lv0(t-t0)+kSt (B0lv0+kS)
勻強(qiáng)磁場穿過回路的磁通量為
Φ′=B0ls⑩
回路的總磁通量為
Φt=Φ+Φ′?
其中Φ=B1S=ktS?
由⑨⑩??式得,在時刻t(t>t0),穿過回路的總磁通量為Φt=B0lv0(t-t0)+kSt?
在t到t+Δt的時間間隔內(nèi),總磁通量的改變ΔΦt為
ΔΦt=(B0lv0+kS)Δt?
由法拉第電磁感應(yīng)定律得,回路感應(yīng)電動勢的大小為
Et=?
由歐姆定律得
I=?
聯(lián)立⑦⑧???式得
F=(B0lv0+kS)?
9.(2017江蘇卷,1)如圖所示,兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r。圓形勻強(qiáng)磁場B的邊緣恰好與a線圈重合,則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為
(A)1:1 (B)1:2 (C)1:4 (D)4:1
【答案】A
【名師點(diǎn)睛】本題主要是要注意磁通量的計算公式中S的含義,有磁感線穿過區(qū)域的垂直面積
10.(2016全國卷Ⅱ)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是( )
A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定
B.若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動
C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化
D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍
【答案】AB
11. (2015·新課標(biāo)Ⅰ)1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”.實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后.下列說法正確的是( )
A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢
B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化
D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動
【答案】 AB
【解析】圓盤運(yùn)動過程中,半徑方向的金屬條在切割磁感線,在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,選項(xiàng)A正確;圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中,內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢不等而形成渦流,產(chǎn)生的磁場又導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動,選項(xiàng)B正確;圓盤轉(zhuǎn)動過程中,圓盤位置、圓盤面積和磁場都沒有發(fā)生變化,所以沒有磁通量的變化,選項(xiàng)C錯誤;圓盤本身呈現(xiàn)電中性,不會產(chǎn)生環(huán)形電流,選項(xiàng)D錯誤.
12.(2015·標(biāo)全國Ⅱ)如圖,直角三角形金屬框abc放置的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已 知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是( )
A.Ua>Uc,金屬框中無電流
B.Ub>Uc,金屬框中電流方向沿abca
C.Ubc=-Bl2ω,金屬框中無電流
D.Ubc=Bl2ω,金屬框中電流方向沿acba
【答案】C
13.(2014全國卷Ⅱ)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個裝置位于一勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略.重力加速度大小為g.求:
(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大?。?
(2)外力的功率.
【答案】 (1)方向?yàn)镃→D 大小為 (2)+
【解析】根據(jù)右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及能量守恒定律解題.
(1)根據(jù)右手定則,得導(dǎo)體棒AB上的電流方向?yàn)锽→A,故電阻R上的電流方向?yàn)镃→D.
設(shè)導(dǎo)體棒AB中點(diǎn)的速度為v,則v=
而vA=ωr,vB=2ωr
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒AB上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Brv
根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=,
聯(lián)立以上各式解得通過電阻R的感應(yīng)電流的大小為
I=.
(2)根據(jù)能量守恒定律,外力的功率P等于安培力與摩擦力的功率之和,
即P=BIrv+fv,而f=μmg
解得P=+.
14.(2017北京,19)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時,斷開開關(guān)S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是
A.圖1中,A1與L1的電阻值相同
B.圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流
C.圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同
D.圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等
【答案】C
【名師點(diǎn)睛】線圈在電路中發(fā)生自感現(xiàn)象,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場要“阻礙”原磁場磁通量的變化。
15.(2017全國Ⅰ,18)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌,為了有效隔離外界震動對STM的擾動,在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微小震動,如圖所示,無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動后,對于紫銅薄板上下及其左右震動的衰減最有效的方案是
【答案】A
圖均無此現(xiàn)象,故錯誤。
【名師點(diǎn)睛】本題不要被題目的情景所干擾抓住考查的基本規(guī)律,即產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,才會產(chǎn)生阻尼阻礙振動。
(二)考綱解讀
主題
內(nèi)容
要求
說明
磁場
法拉第電磁感應(yīng)定律
Ⅱ
1.導(dǎo)體切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的計算,只限于 l 垂直于 B、v 的情況
2.不要求用自感系數(shù)計算自感電動勢
楞次定律
Ⅱ
自感、渦流
Ⅰ
本講有兩個二級考點(diǎn),一個一級考點(diǎn),在高考中考試的頻率極高,幾乎年年考,有時候會出選擇題,有時候會出大題,復(fù)習(xí)時候要格外重視。
(三)考點(diǎn)精講
考向一 法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用
1.求解感應(yīng)電動勢常見情況
情景圖
研究對象
回路(不一定閉合)
一段直導(dǎo)線(或等效成直導(dǎo)線)
繞一端轉(zhuǎn)動的一段導(dǎo)體棒
繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)動的導(dǎo)線框
表達(dá)式
E=n
E=BLvsin θ
E=BL2ω
E=
NBSωsin ωt
2.應(yīng)用注意點(diǎn)
公式E=n的應(yīng)用,ΔΦ與B、S相關(guān),可能是=B,也可能是=S,當(dāng)B=kt時,=kS.
【例1】 輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.42 kg、邊長為L=1 m、匝數(shù)n=10的正方形線圈,其總電阻為r=1 Ω.在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場,如圖4甲所示.磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系如圖乙所示.(g=10 m/s2)
圖4
(1)判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時針還是逆時針;
(2)求線圈的電功率;
(3)求在t=4 s時輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小.
關(guān)鍵詞①中間位置以下區(qū)域分布著磁場;②磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系.
【答案】(1)逆時針 (2)0.25 W (3)1.2 N
F安+F線=mg
聯(lián)立解得F線=1.2 N.
【深入思考】(1)在例1中磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少時,細(xì)線的拉力剛好為0?
(2)在例1中求在t=6 s內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量?
【答案】(1)0.84 T (2)3 C
階梯練習(xí)
1.如圖5所示,勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大.兩圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響.下列說法正確的是( )
圖5
A.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向
B.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向
C.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向
D.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向
【答案】B
【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律得圓環(huán)中產(chǎn)生的電動勢為E==πr2·,則==,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向,B項(xiàng)對.
2.(2014·江蘇單1)如圖6所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直,且一半處在磁場中.在Δt時間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B.在此過程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為( )
圖6
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=n=n··S=n··=,選項(xiàng)B正確.
3.(2016·浙江理綜·16)如圖7所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為7匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則( )
圖7
A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流
B.a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9∶1
C.a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4
D.a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1
【答案】B
l2=,則P∝l3,故a、b線圈中電功率之比為27∶1,選項(xiàng)D錯誤.
考向二 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
1.計算
切割方式
感應(yīng)電動勢的表達(dá)式
垂直切割
E=Blv
傾斜切割
E=Blvsin θ,其中θ為v與B的夾角
旋轉(zhuǎn)切割(以一端為軸)
E=Bl2ω
說明 (1)導(dǎo)體與磁場方向垂直;(2)磁場為勻強(qiáng)磁場.
2.判斷:(1)把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路,那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.(2)若電路是不閉合的,則先假設(shè)有電流通過,然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向.(3)電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極(低電勢)流向正極(高電勢),外電路順著電流方向每經(jīng)過一個電阻電勢都要降低.
【例2】 (多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖8所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是( )
圖8
A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定
B.若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動
C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化
D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍
【答案】AB
方法感悟
求感應(yīng)電動勢大小的五種類型及對應(yīng)解法
1.磁通量變化型:E=n
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度變化型:E=nS
3.面積變化型:E=nB
4.平動切割型:E=Blv·sin θ
(1)θ為l與v的夾角.
(2)l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度:首尾相連在垂直速度方向的分量.
(3)v為導(dǎo)體相對磁場的速度.
5.轉(zhuǎn)動切割型:E=Blv=Bl2ω
階梯練習(xí)
4.如圖9所示,直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為Ua、Ub、Uc.已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是( )
圖9
A.Ua>Uc,金屬框中無電流
B.Ub>Uc,金屬框中電流方向沿abca
C.Ubc=-Bl2ω,金屬框中無電流
D.Ubc=Bl2ω,金屬框中電流方向沿acba
【答案】C
【解析】金屬框abc平面與磁場平行,轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零,所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項(xiàng)B、D錯誤.轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由右手定則判斷Ua
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