專題七電磁感應和電路
第1課時電磁感應問題的綜合分析
(限時：45分鐘)
1．如圖1所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的n極朝下，當磁鐵沿線圈的軸線向下插入線圈時，下列說法中正確的是( )
圖1a．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥
b．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引
c．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥
d．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引
2．如圖2所示的正方形導線框abcd，電阻為r，現維持線框以恆定速度v沿x軸運動，並穿過圖中所示的勻強磁場區域，如果以x軸正方向為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為計時零點，則磁場對線框的作用力f、線框ab邊兩端的電勢差uab隨時間變化的圖象正確的是( )
圖23．如圖3所示，等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負離子組成)由左方連續不斷地以速度v0射入p1和p2兩極板間的勻強磁場中，ab直導線與p1、p2相連線，線圈a與直導線cd相連線．線圈a內存在變化的磁場，且磁感應強度b的正方向規定為向左，已知ab和cd的作用情況為：0～2 s內互相排斥，2～4 s內互相吸引．則線圈a內磁感應強度b隨時間t變化的圖象可能是( )
圖34．邊長為l的正方形金屬框在水平恒力f作用下運動，穿過方向如圖4所示的有界勻強磁場區域，磁場區域的寬度為d(d>l)．已知ab邊進入磁場時，線框的加速度恰好為零，則線框進入磁場的過程和從磁場另一側穿出的過程相比較，有( )
圖4a．產生的感應電流方向相反
b．所受的安培力方向相反
c．進入磁場過程的時間等於穿出磁場過程的時間
d．進入磁場過程的發熱量少於穿出磁場過程的熱量
5．圖5中a是一底邊寬為l的閉合線框，其阻值為r.現使線框以恆定的速度v沿x軸向右運動，並穿過圖14所示的寬度為d的勻強磁場區域．已知l圖5
6．如圖6所示，水平固定放置的足夠長的u形金屬導軌處於豎直向上的勻強磁場中，在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最後靜止在導軌上，就導軌光滑和導軌粗糙的兩種情況相比較，這個過程( )
圖6a．安培力對ab棒所做的功不相等
b．電流所做的功相等
c．產生的總內能相等
d．通過ab棒的電量相等
7．如圖7所示，在水平無限大勻強磁場中，垂直於磁場豎直放置乙個無限長的金屬框架，質量為m的金屬棒ab，用絕緣輕質細繩連線乙個質量也為m的重物．現讓金屬棒從靜止開始釋放，最終達到平衡狀態時的速度為v，此時電阻r消耗的電功率為p，金屬棒中的電流為i.金屬棒與導軌接觸良好，除電阻r外，其他部分的電阻忽略不計．如果將懸掛重物的繩子突然剪斷，關於此後的運動過程，下列說法中正確的是( )
圖7a．金屬棒ab中的電流均勻減小到i
b．電阻r的功率將逐漸減小，最終為p
c．金屬棒ab將做勻減速運動，最終速度為v
d．金屬棒ab的重力做功的功率將逐漸減小，最終為p
8．如圖8所示，在水平桌面上放置兩條相距l的平行且無限長的粗糙金屬導軌ab和cd，阻值為r的電阻與導軌的a、c端相連，其餘電路電阻不計，金屬滑桿mn垂直於導軌並可在導軌上滑動．整個裝置放於勻強磁場中，磁場方向豎直向上，磁感應強度的大小為b.滑桿的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪後，與一質量為m的物塊相連，繩處於拉直狀態，現若從靜止開始釋放物塊，用i表示穩定後迴路中的感應電流，g表示重力加速度，設滑桿在運動中所受阻力恒為ff，則在物體下落過程中( )
圖8a．物體的最終速度
b．物體的最終速度
c．穩定後物體重力的功率i2r
d．物體重力的最大功率可能為
9．(16分)如圖9甲所示，固定於水平桌面上的金屬導軌abcd足夠長，金屬棒ef擱在導軌上，可無摩擦地滑動，此時bcfe構成乙個邊長為l的正方形．金屬棒的電阻為r，其餘部分的電阻不計．在t＝0的時刻，導軌間加一豎直向下的磁場，磁感應強度隨時間的變化如圖乙所示．為使金屬棒ef在0～t1保持靜止，在金屬棒ef上施加一水平拉力f，從t1時刻起保持此時的水平拉力f不變，金屬棒ef在導軌上運動了s後剛好達到最大速度，求：
圖9(1)在t＝時刻該水平拉力f的大小和方向；
(2)金屬棒ef在導軌上運動的最大速度；
(3)從t＝0開始到金屬棒ef達到最大速度的過程中，金屬棒ef中產生的熱量．
答案1．a 2．bd 3．b 4．ad 5．d 6．ac 7．d 8．abd
9．(1)，方向水平向右 (2) (3)－
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