2017-2018学年度高中物理 第四章 电磁感应单元练习2 新人教版选修3-2

A、金属杆向下滑动的过程中，穿过回路的磁通量增大，由楞次定律知， 回路产生a→b→Q→N→a方向的感应电流．故A正确；

B、设ab杆下滑到某位置时速度为v，则此时杆产生的感应电动势为：E?BLv

I?回路中的感应电流为：

BLv2R

杆所受的安培力为：F?BIL

B2L2vmgsin???ma2R根据牛顿第二定律 有：

当v?0时杆的加速度最大，最大加速度为故B错误；

am?gsin?，方向沿导轨平面向下；

2mgRsin?B2L2，方向沿导

C、由上知，当杆的加速度a=0时，速度最大，最大速度为：轨平面向下；故C错误；

vm?D、ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律 有：

12mgxsin??Q总?mvm2 1Q杆?Q总2又杆产生的焦耳热为 ：

1m3g2R2sin2?Q杆?mgxsin?-2B4L4所以得：，故D正确。

故选：AD 20.A

21.B

选项A是用探究影响安培力的大小因素的实验；选项B是研究电磁感应现象的实验，导体棒在磁场中做切割磁感线运动时观察电流表是否会产生感应电流；选项C是用探究安培力与电流、磁感应强度的大小关系的实验，选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场 22.A 23.

解：（1）由于B=6﹣0.2t， 则

A线圈内产生的感应电动势：

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S闭合后，电路中电流方向由a→R2→b

故通过R2的电流强度大小为0.4A，方向由a→R2→b． （2）断开S后，通过R2的电流Q=C故S断开后通过R2的电量是7.2×10C．

【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．

【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出线圈产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出电流强度的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向．

（2）断开S，电容器放电，所带的电量全部通过R2，闭合时，根据Q=CU求出R2所带的电量． 24.

解：（1）经过时间t，金属棒ab的速率为：v=at 此时，回路中的感应电流为：I==

，

﹣5

对金属棒ab，由牛顿第二定律得：F﹣BIL﹣m1g=m1a 由以上各式整理得：F=m1a+m1g+F2=14.6N，

代入上式得：a=1m/s2 ，B=1.2T；

（2）在2s末金属棒ab的速率为：vt=at=2m/s 所发生的位移为：s=at2=2m 由动能定律得：WF﹣m1gs﹣W安=m1vt2 又Q=W安

联立以上方程，解得：Q=WF﹣mgs﹣mvt2=（40﹣1×10×2﹣×1×22）J=18J；

（3）由题意可知：cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动． 当cd棒速度达到最大时，有m2g=μFN， 又FN=FA=BIL，

根据闭合电路的欧姆定律可得电流强度I==根据运动学公式可得：vm=at1 整理得t1=2s．

，

，在图线上取两点：t1=0，F1=11N；t2=2s，

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答：（1）磁感应强度B的大小为1.2T；ab棒加速度大小为1m/s；

（2）已知在2s内外力F做功40J，则这一过程中两金属棒产生的总焦耳热为18J； （3）cd棒达到最大速度所对应的时刻为2s．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．

【分析】（1）由E=BLv、I=、F=BIL、v=at，及牛顿第二定律得到F与时间t的关系式，再根据数学知识研究图象（b）斜率和截距的意义，即可求磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；

（2）由运动学公式求出2s末金属棒ab的速率和位移，根据动能定理求出两金属棒产生的总焦耳热；

（3）根据平衡条件结合安培力的计算公式、速度时间关系列方程求解cd棒达到最大速度所对应的时刻t1． 25.

（1）I?1A，方向由右手定则可知由d到c

2

F?0.2N （2） （3）W?0.4J

考点：电磁感应中的能量转化

【名师点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁磁学知识和力平衡知识．第2问题，也可以选择研究整体求解F的大小。 26.解：⑴稳定时合力为零，有 B2L2v1v1?FR?4m/sF?B2L2R，解得

⑵稳定时拉力的功率等于电功率，有

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2B2L2v2v3?P?R，解得 PR?3m/sB2L2

⑶对此过程，由动能定理有

2Pt?W克安?1mv32

又由功能关系有

W克安?Q

1mv2?Q3t?2?0.5s解得 P

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