江苏省2019版高考物理中档题防错七线圈在匀强磁场与在辐向型磁场中转动时的比较.docx

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1、七、线圈在匀强磁场与在辐向型磁场中转动时的比较例9　如图所示,边长为L的正方形线圈abcd,其匝数为n,总电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO'轴匀速转动,则以下判断中正确的是(　　)A.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e=nBL2ωsinωtB.在t=π2ω时刻,穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快C.从t=0时刻到t=π2ω时刻,电阻R上产生的热量为Q=n2B2L4π

2、ωR16(R+r)2D.从t=0时刻到t=π2ω时刻,通过R的电荷量q=nBL22(R+r)答案　BCD解析　初始时刻,线圈平面处在中性面,穿过线圈的磁通量最大,为12BL2,线圈中的感应电动势为0,即t=0时,e=0,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e=12nBL2ωsinωt,选项A错误;在t=π2ω时刻,感应电动势e=12nBL2ω最大,表示此时磁通量随时间变化最快,但此时穿过线圈的磁通量为零,选项B正确;E=Em2=24nBL2ω,I有=Er+R=24·nBL2ωr+R,所以,从t=0时

3、刻到t=π2ω时刻,电阻R上产生的热量为Q=I有2Rt=n2B2L4πωR16(R+r)2,选项C正确;q=IΔt=nΔΦ(R+r)Δt·Δt=nΔΦR+r,又ΔΦ=12BL2,可得,此时间段内通过R的电荷量q=nBL22(R+r),选项D正确。例10　有人设计了一个汽车“再生能源装置”,原理简图如图甲所示。当汽车减速时,线圈受到辐向磁场的阻尼作用助汽车减速,同时将产生的电能储存。图甲中,线圈匝数为n,ab长度为L1,bc长度为L2。图乙是此装置的侧视图。切割处磁场的磁感应强度大小恒为B,有理想边

4、界的两个扇形磁场区边线夹角都是90°。某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,线圈中电流i随时间t变化图像如图丙所示(I为已知量),取ab边刚开始进入右侧的扇形磁场时刻t=0。不计线圈转轴处的摩擦,则(　　)A.线圈在图乙所示位置时,线圈中电流方向为a→b→c→d→aB.线圈在图乙所示位置时,线圈产生电动势的大小为12nBL1L2ωC.外力做功的平均功率为nBL1L2ωI2D.闭合电路的总电阻为nBL1L2ωI答案　ACD解析　线圈在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动,感应电动势E=2nBL1

5、v,其中v=12ωL2,解得E=nBL1L2ω,根据右手定则,图乙中的线圈中电流方向为a→b→c→d→a,故A项正确,B项错误;根据欧姆定律,电流I=ER,解得R=nBL1L2ωI,线圈转动一个周期时间内,产生电流的时间是半个周期,故外力做功的平均功率P=12I2R,解得P=nBL1L2ωI2,故C、D项正确。【点评】　对于例9,易将线圈全部处在磁场中替代本题中的线圈一半处在磁场中而出错;例10是辐向磁场,有同学会误以为是正弦式交流发电机而出错,这样在遇到交流四值问题时要引发一系列错误,所以多做这

6、类题比较有助于学生看清问题,理解问题的本质。