2017年高中物理专题培优练（二）电磁感应中的四类综合问题教科版选修3-2

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1、时线框屮产生的热量Q2=啤竺AOBI1I2="R=R故qi=q2,A选项正确。专题培优练（二）电磁感应中的四类综合问题1.如图1所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abed,ab边长大于be边长，置于垂直纸面向里、边界为服的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于跟。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q,通过线框导体横截而的电荷量为①；第二次be边平行煦进入磁场，线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截而的电荷量为（12,则（）XXXXiXXXX:XXXXcb1BJXXXXN图1A.Qi>Q2,q】=q・2B・Qi>Q“qi>q2C.Ql=QbQi=Q

2、2D.Qi=Q?,q】>q2解析：选A第一次ab边是电源，第二次be边是电源。设线框ab、be边长分别为h、I2,第一次时线框中产生的热量Q】=l/Rt=（罟j.R・¥=斗严=罟^,同理第二次由于h>12,所以QQQ2。通过线框导体横截面的电荷量q1.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。如图2所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球。己知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k,若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（）图2A.0B.,p'2qkC.2nr2qkD.r2qk解析：选D变化的磁场

3、产生的感生电动势为E=-^7ir2=kirr2,小球在环上运动一周感生电场对其所做的功W=qE=qk兀忙，D项正确，A^B、C项错误。2.如图3所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨，导轨跟大线圈M相接,小闭合线圈N在大线圈M包围中，导轨上放一根光滑的金属杆ab,磁感线垂直于导轨所在平面。最初一小段时间t。内，金属杆ab向右做匀减速直线运动时，小闭合线圈N屮的电流按下列图中哪一种图线方式变化（）解析：选A当金屈杆ab向右做匀减速直线运动时，在ab中产生由a到b的均匀减小的电流，由楞次定律可知，由于穿过线圈N的磁通量均匀减小，故在N中产生恒定不变的顺时针方向的感应电流，故选项A正确。1

4、.如图4甲，R。为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T。的正眩交流电源上，经二极管整流后，通过R。的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压血为正，下列Uab-1图像可能正确的是（）0.5心%1.5To乙解析：选C由题图乙知，0〜0.25T。，外圆环电流逐渐增大且十逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸而向里，磁场逐渐增强且詈逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a端电势高，所以山＞0,根据法拉第电磁感应定律山=¥=£半知，逐渐减△iAB小；t=0.25To时，—=0,所以—=0,uab=0；同理可知0.25T°VtV0

5、.5To时，％V0,且

6、iu

7、逐渐增大;0.5To〜To内重复0〜O・5To的变化规律。故选项C正确。1.如图5所示，abed为水平放置的平行“夬”形光滑金属导轨，间距为1,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B,导轨电阻不计，己知金属杆MN倾斜放置，与导轨成0角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度沿平行于cd的方向滑动(金Blva.电路中感应电动势的大小为品廿Bvsin6B.电路中感应电流的大小为一-—B?1vsin0c.金属杆所受安培力的大小为——-—B21v2D.金属杆的热功率为.戸rsinH解析：选B金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E=Blv(l

8、1B21vsin0r为切割磁感线的有效长度)，选项A错误；电路中感应电流的大小为1=£=丁sin0r竿』选项B正确；金属杆所受安培力的大小为EBH=B・一选项C错诧金属杆的热功率为山吩冲』•甘‘选项D错误。1.如图6所示，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B,一根长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，回路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求：N图6(1)MN从圆环左端滑到右端的过程中，电阻R上的电流的平均值及通过的电荷量。(2)MN从圆环左端滑到右端的过程屮，电阻R上的电流的最大值。解析：(1)从左端到右端磁通量的变化塑AO=BAS

9、=Bnr22r从左端到右端的时间：△t=—根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势—ABnr2BJivrF===At2r2——EBvr所以，回路中平均感应电流1=〒=飞厂—“亠“I■—BJivr2rBur2迪过R的电feMq=IAt.=•一=■卩sZKVK(2)当导线运动到圆环的圆心处时，切割磁感线的有效长度最大，产生的感应电动势也F就最大，电阻R上的电流也就最大，此时E.=B-2r-v,所以Im=