安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义（六）.docVIP

安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义（六）

安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义（六）

安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义（六）

专题六电磁感应综合应用

一、导体线框类问题

1、导体线框运动与图像综合

例题1、如图所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外得匀强磁场，它得底边在ｘ轴上且长为2L，高为L。纸面内一边长为L得正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在ｔ=０时刻恰好位于图中所示得位置。以顺时针方向为导线框中电流得正方向，则下面四幅图中能够正确表示电流—位移(I—x)关系得是()

【解析】线框进入磁场得过程中,线框得右边做切割磁感线运动,产生感应电动势，从而在整个回路中产生感应电流，由于线框做匀速直线运动，且切割磁感线得有效长度不断增加，其感应电流得大小不断增加,由右手定则,可判定感应电流得方向是顺时针得；线框全部进入磁场后，线框得左边和右边同时切割磁感线,当x≤ｅｑ\ｆ(3，２）L时,回路中得感应电流不断减小,由右手定则可判定感应电流得方向是顺时针;当eq\f(3,2)Lｘ２L时，回路中得感应电流不断增加，但感应电流得方向是逆时针、线框出磁场得过程,可依照同样方法分析、

【答案】A

练习１、某同学用粗细均匀得同一种导线制成“9”字形线框，放在有理想边界得匀强磁场旁，磁感应强度为B,如图所示。已知磁场得宽度为２d，ab=bc=cd=da=ce=ef=d,导线框从紧靠磁场得左边界以速度ｖ向x轴得正方向匀速运动，设U０=Ｂdv。在下图中最能体现ｂe两点间得电压随坐标x变化关系得图象是(）

答案:A

练习2、一矩形线圈位于一随时间t变化得磁场内，磁场方向垂直线圈所在得平面(纸面）向里,如图甲所示。磁感应强度Ｂ随时间t得变化规律如图乙所示。以I表示线圈中得感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向得电流为正,则下图所示得I-ｔ图中正确得是（）

答案:A

２、导体线框运动与电路综合

例题2、用相同导线绕制得边长为L或2L得四个闭合导体线框,以相同得速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场得过程中,M、Ｎ两点间得电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确得是（)

Ａ、Ｕa＜UbＵｃUd ?Ｂ、UaUb＜Ｕd＜Uc

C、Ua=Ub＜Ｕd=Uｃ?? D、Ub＜UaＵd＜Uc

解析：线框进入磁场后切割磁感线,a、b产生得感应电动势是c、d电动势得一半,而不同得线框得电阻不同。设a线框电阻为4r,b、c、d线框得电阻分别为６r、8r、６r,则,

所以B正确、

3、导体线框运动与力学综合

例题3、如图甲所示，ABCD为一足够长得光滑绝缘斜面,EFGH范围内存在方向垂直斜面得匀强磁场,磁场边界EＦ、HG与斜面底边AB平行。一正方形金属框ａbcｄ放在斜面上,ab边平行于磁场边界。现使金属框从斜面上某处由静止释放,金属框从开始运动到ｃd边离开磁场得过程中,其运动得v-t图象如图乙所示。已知金属框电阻为Ｒ，质量为m,重力加速度为g,图乙中金属框运动得各个时刻及对应得速度均为已知量，求：

（1)斜面倾角得正弦值和磁场区域得宽度；

(2）金属框cd边到达磁场边界ＥF前瞬间得加速度;

(3)金属框穿过磁场过程中产生得焦耳热。

解析(1)由题图乙可知，在0～t1时间内金属框运动得加速度a1=ｅq＼f(v1,t1）

设斜面得倾角为θ,金属框边长为l0,由牛顿第二定律有：a１=ｇsｉｎθ

解得ｓiｎθ＝ｅq\ｆ(ｖ1，gｔ１)

在t1～2t1时间内金属框匀速进入磁场，则l０＝v1t1

在2t１~3t１时间内,金属框运动位移s=eq\f（3v1ｔ１，2）

则磁场得宽度d＝l0+ｓ=eq\ｆ(5ｖ1t1,２)

(2)在t2时刻金属框cｄ边到达EＦ边界时得速度为v2，设此时加速度大小为ａ2，

cd边切割磁场产生得电动势Ｅ＝Bｌ0ｖ2,受到得安培力：F＝eｑ\f（BEｌ0,R)

由牛顿第二定律F－ｍｇsｉｎθ=mａ２

金属框进入磁场时mgsiｎθ＝eq\f(B2ｖ1ｌ＼o\al(２,0)，R)

解得a２＝ｅq\f(v2－v１,t1)加速度方向沿斜面向上、

(3)金属框从t1时刻进入磁场到t2时刻离开磁场得过程中，由功能关系得

mｇ(ｄ+l0)·sｉｎθ=eq\ｆ(１,2）ｍveq\o\ａl(2,2)-eq＼ｆ(1,２)mvｅq\ｏ\ａl(２,１)+Q

解得Q＝4mveq\o\al(2,1）-eq\f(1,2)mｖｅq\ｏ\al(2,2)、

4、导体线框运动与能量综合

例４、如图所示，一边长L＝０、２m、质量m1＝0、5ｋg、电阻Ｒ=０、1Ω得正方形导体线框aｂcd,与一质量为m2=2k