当前位置:首页 > 【优化方案】高中物理 第一章 电磁感应章末综合检测 鲁科版选修3-2
12.(2011年福州高二检测) 如图1-15所示,正三角形abc的边长为L,在磁感应强度为B的匀强磁场中以平行于bc边的速度v匀速运动,则电流表的示数为__________A,ab两点间的电势差为________V.
图1-15
解析:因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化,所以,线框中没有感应电流,电流表示数为零.三角形线框运动时,等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线,所以E
33=B×L×v=BLv.
22
3答案:0 BLv
2
三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)如图1-16甲所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20 cm2,电阻r=1.5 Ω,与螺线管串联的外电阻R1=3.5 Ω,R2=25 Ω,方向向右穿过螺线管的匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,试计算电阻R2的电功率和a、b两点的电势差.
图1-16 ΔB
解析:螺线管中产生的感应电动势E=nS=6 V,根据闭合电路欧姆定律,电路中的
Δt
E2
电流大小I==0.2 A,电阻R2上消耗的电功率大小P=IR2=1 W,a、b两点间的
R1+R2+r
电势差U=I(R1+R2)=5.7 V.
答案:1 W 5.7 V
14.(10分)如图1-17所示,在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上,以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd,整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.已知小线框每边长为L,每边电阻为r,其它电阻不计.现使小线框以速度v向右平移,求通过电阻R的电流及R两端的电压.
图1-17
解析:感应电动势E=BLv,
BLvBLvE
由闭合电路欧姆定律I===. R总r+3r4r
R两端的电压UR=I·R.
3
所以UR=BLv.
4BLv3
答案: BLv
4r4
15. (14分)如图1-18,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变ΔB
化率=k,k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将
Δt
方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:
图1-18
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.
ΔΦ
解析:(1)导线框的感应电动势为E=①
Δt
1
ΔΦ=l2ΔB②
2
E
导线框中的电流为I=③
R
式中R是导线框的电阻,根据电阻定律公式有
4lR=ρ④
S
ΔBklS
联立①②③④式,将=k代入得I=.⑤
Δt8ρ
(2)导线框所受磁场的作用力的大小为 f=BIl⑥
ΔfΔB
它随时间的变化率为=Il⑦
ΔtΔt22
ΔfklS
由⑤⑦式得=.
Δt8ρ
22
klSklS
答案:(1) (2) 8ρ8ρ
2
16.(14分) 如图1-19所示,A是一面积为S=0.2 m、匝数为n=100匝的圆形线圈,处在均匀磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度随时间变化规律为B=(6-0.02t)T,开始时外电路开关S断开,已知R1=4 Ω,R2=6 Ω,电容器电容C=30 μF,线圈内阻不计,求:
图1-19
(1)S闭合后,通过R2的电流大小;
(2)S闭合一段时间后又断开,在断开后流过R2的电荷量.
解析:由B=(6-0.02t)T知,圆形线圈A内的磁场先是向里均匀减小,后是向外均匀增大,画出等效电路图如图所示.
ΔΦΔB
(1)E=n=n||S,由题意知
ΔtΔt
ΔB
||=0.02 T/s Δt
故E=100×0.02×0.2 V=0.4 V
E0.4
由I=,得IR2=I= A=0.04 A.
R1+R24+6(2)S闭合后,电容器两端电压 UC=U2=IR2=0.04×6 V=0.24 V
电容器带电量Q=CUC=30×10-6×0.24 C =7.2×10-6C
断开S后,放电电荷量为Q=7.2×10-6 C. 答案:(1)0.04 A (2)7.2×10-6 C
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