3、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．某司學另找來器材再探究此實驗，他連接好電路，經(jīng)重復試驗，線圈上的套環(huán)均末動，對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導致套環(huán)未動的原因可能是( )
圖4－1－13
A．線圈接在直流電源上了
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
5．(2011年中山三模)一矩形線圈位于一個方向垂直線圈平面向里的磁場中，如圖4－1－14甲所示；磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示．以i表示線圈中的感應電流，以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的i－t圖中正確的是( )
圖4－1－1
4、4
6．如圖4－1－15所示，邊長為L的正方形導線框質(zhì)量為m，由距磁場H高處自由下落，其下邊ab進入勻強磁場后，線圈開始做減速運動，直到其上邊cd剛剛穿出磁場時，速度減為ab邊進入磁場時的一半，磁場的寬度也為L，則線框穿越勻強磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為( )
A．2mgL B．2mgL＋mgH
C．2mgL＋mgH D．2mgL＋mgH
圖4－1－15
圖4－1－16
7．(2011年皖南模擬)如圖4－1－16所示，用一塊金屬板折成橫截面為“”形的金屬槽放置在磁感應強度為B的勻強磁場中，并以速度v1向右勻速運動，從槽口右側(cè)射入的
5、帶電微粒的速度是v2，如果微粒進入槽后恰能做勻速圓周運動，則微粒做勻速圓周運動的軌道半徑r和周期T分別為( )
A.， B.，
C.， D.，
8．(2011年江門模擬)如圖4－1－17所示，在磁感應強度為0.6 T的勻強磁場中，長為0.5 m、電阻為1 Ω的導體棒ab放置在水平的光滑金屬框上．導體棒ab在外力作用下以10 m/s的速度向右勻速滑動，已知電容C＝2 μF，電阻R1＝5 Ω，其余電阻忽略不計，求：
(1)ab棒哪端的電勢高？ab棒中的電動勢多大？
(2)為使ab棒勻速運動，外力的大小及其機械功率各是多少？
(3)電容器的電量是多少？
6、
圖4－1－17
9．如圖4－1－18所示，有小孔O和O′的兩金屬板正對并水平放置，分別與平行金屬導軌連接，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域有垂直導軌所在平面的勻強磁場．金屬桿ab與導軌垂直且接觸良好，并一直向右勻速運動．某時刻ab進入Ⅰ區(qū)域，同時一帶正電小球從O孔豎直射入兩板間．a(chǎn)b在Ⅰ區(qū)域運動時，小球勻速下落；ab從Ⅲ區(qū)域右邊離開磁場時，小球恰好從O′孔離開．
已知板間距為3d，導軌間距為L，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域的磁感應強度大小相等，寬度均為d.帶電小球質(zhì)量為m，電荷量為q，ab運動的速度為v0，重力加速度為g.求：
(1)磁感應強度的大小；
(2)ab在Ⅱ區(qū)域運動
7、時，小球的加速度大??；
(3)小球射入O孔時的速度v.
圖4－1－18
10．(2011年汕頭模擬)如圖4－1－19甲所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距為d，右端通過導線與阻值為R的小燈泡L連接，在面積為S的CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B隨時間的變化如圖乙，在t＝0時，一阻值為R的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導軌向右運動，當t＝t0時恰好運動到CD位置，并開始在磁場中勻速運動．求：
(1)0～t0時間內(nèi)通過小燈泡的電流；
(2)金屬棒在磁場中運動的速度大
8、小；
(3)金屬棒的質(zhì)量m.
圖4－1－19
1．AC 解析：由右手定則知A對，由左手定則知C對．
2．AC 解析：由楞次定律知電流沿順時針方向，A對；磁通量變化率不變，C對．
3．B 解析：由題知Ea＝Eb＝BLv，Ec＝Ed＝2BLv，由閉合電路歐姆定律和串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可知Ua＝BLv，Ub＝BLv，Uc＝BLv，Ud＝BLv，故B正確．
4．D 解析：在開關(guān)閉合的瞬間，線圈中的電流變大，磁感應強度變大，穿過金屬套環(huán)的磁通量變大，在金屬套環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電流，感應磁場必然阻礙原磁場的增大，所以金屬套環(huán)會受到線圈的斥力而跳起．在實驗時
9、電源一般采用直流電源，電壓越大(以不燒壞導線和電源為前提)現(xiàn)象越明顯；所選線圈的匝數(shù)越多，現(xiàn)象也越明顯．如果該學生所用套環(huán)的材料不是金屬，則不會觀察到“跳環(huán)實驗”的現(xiàn)象．
5．A 解析：0～1 s這段時間，由楞次定律知電流沿逆時針方向，且變化率不變，故電流大小不變，A對．
6．C 解析：設剛進入磁場時的速度為v1，剛穿出磁場時的速度v2＝
線框自開始進入磁場到完全穿出磁場下落的高度為2L.由題意得mv＝mgH
mv＋mg·2L＝mv＋Q
聯(lián)立解得Q＝2mgL＋mgH.
7．B 解析：“ ”形的金屬槽放在勻強磁場中并以速度v1向右勻速運動時，左板將切割磁感線，上、下兩板間產(chǎn)生電勢差，
10、由右手定則可知上板為正、下板為負，E＝＝＝Bv1，微粒做勻速圓周運動，則重力與電場力大小相等、方向相反，有m＝＝，洛倫茲力提供向心力，所以qBv2＝m，得r＝＝，周期T＝＝，所以B正確．
8．解：(1)由右手定則可判定ab棒中的電流方向由b指向a，故a端的電勢高．
E＝BLv＝0.6×0.5×10 V＝3 V.
(2)回路中電流I＝＝ A＝0.5 A
F安＝BIL＝0.6×0.5×0.5 N＝0.15 N
由平衡條件得F外＝F安＝0.15 N
P＝F外v＝1.5 W.
(3)Q＝CU
U＝I·R1
解得Q＝5×10－6 C.
9．解：(1)ab在磁場區(qū)域運動時，產(chǎn)生的感應電
11、動勢大小為ε＝BLv0
金屬板間產(chǎn)生的場強大小為E＝
ab在Ⅰ區(qū)域運動時，帶電小球勻速下落，有
mg＝qE
聯(lián)立解得B＝.
(2)ab在Ⅱ區(qū)域運動時，設小球的加速度為a，依題意，有
qE＋mg＝ma
所以a＝2g.
(3)依題意，ab分別在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域運動時，小球在電場中分別做勻速、勻加速和勻速運動，設發(fā)生的位移分別為sⅠ、sⅡ、sⅢ；ab進入Ⅲ區(qū)域時，小球的運動速度為vⅢ.則：
sⅠ＝v·
sⅡ＝v·＋·2g·2
sⅢ＝vⅢ·
vⅢ＝v＋2g·
又sⅠ＋sⅡ＋sⅢ＝3d
聯(lián)立解得v＝v0－.
10．解：(1)0～t0時間內(nèi)，閉合電路產(chǎn)生的感應電動勢
E1＝＝＝
通過小燈泡的電流I＝
聯(lián)立可得I＝.
(2)若金屬棒在磁場中勻速運動的速度為v，則金屬棒的產(chǎn)生的感應電動勢E2＝BLv＝B0dv
金屬棒中的電流I′＝
因為金屬棒做勻速運動，有F＝F安，即F＝B0I′d
聯(lián)立解得v＝.
(3)在0～t0時間內(nèi)，金屬棒在恒力F作用下做勻加速運動，則由牛頓第二定律有F＝ma
由運動學公式有a＝
聯(lián)立解得金屬棒的質(zhì)量為m＝.
2013年高考物理二輪復習 專題檢測試題第9講 電磁感應問題的綜合分析
