物理3-2人教版精編習(xí)題含詳解答案第四章電磁感應(yīng)章末測試

本章優(yōu)化總結(jié)eq\a\vs4\al(電磁感應(yīng))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(劃時(shí)代,的發(fā)現(xiàn))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電流的磁效應(yīng),電磁感應(yīng)現(xiàn)象)),\a\vs4\al(電磁感,應(yīng)現(xiàn)象)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合導(dǎo)體,回路的磁通量發(fā)生變化,感應(yīng)電流方向\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(楞次定律,右手定則)),感應(yīng)電動(dòng)勢大小\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(E＝n\f(ΔΦ,Δt),E＝Blvsinθθ為,B與v的夾角)),感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢)),\a\vs4\al(互感和,自感)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(互感：兩個(gè)彼此絕緣的電路間的電磁,感應(yīng)現(xiàn)象,自感\(zhòng)b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(斷電自感和通電自感,自感電動(dòng)勢E＝\f(LΔI,Δt),自感系數(shù)：由線圈自身構(gòu)造決定,應(yīng)用與防止)),磁場的能量)),渦流\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(渦流現(xiàn)象,渦流的應(yīng)用：冶煉、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng),渦流的防止)),綜合應(yīng)用\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題,電磁感應(yīng)中的能量問題,電磁感應(yīng)中的圖象問題,電磁感應(yīng)中的電路問題))))楞次定律、右手定則、左手定則及安培定則的綜合應(yīng)用1．“三個(gè)定則與一個(gè)定律”的適用情況名稱基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對電流的作用磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2.三個(gè)定則的因果關(guān)系三個(gè)定則容易相混，特別是左、右手易錯(cuò)用，抓住因果關(guān)系是關(guān)鍵：(1)因電而生磁(I→B)→安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、B→I)→右手定則；(3)因電而受力(I、B→F安)→左手定則．如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，在0～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流方向向上，則在eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力方向正確的是()A．逆時(shí)針，向右 B．逆時(shí)針，向左C．順時(shí)針，向右 D．順時(shí)針，向左[解析]在eq\f(T,2)～T時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流方向向下且增大，穿過線圈的磁通量垂直紙面向外且增加，由楞次定律知感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框所受安培力由左手定則可知向右，故C正確．[答案]C[方法總結(jié)](1)右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關(guān)系”才能無誤，“因動(dòng)而電”——用右手；“因電而動(dòng)”——用左手．(2)使用中左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手”．“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手．(3)楞次定律的另一種表達(dá)感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因．從感應(yīng)電流所受安培力出發(fā)的分析方法，物理過程明確，但比較麻煩；若問題不涉及感應(yīng)電流的方向，則從楞次定律的另一種表述出發(fā)的分析方法較為簡便．1．如圖所示，導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng)，且兩水平軌道在中央交叉處互不相通．當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)()A．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BB．AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到AC．CD向左移動(dòng)D．CD向右移動(dòng)解析：選AD.由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B，由左手定則可判斷CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)．電磁感應(yīng)中的圖象問題1．圖象類型2．分析方法對圖象的分析，應(yīng)做到“四明確一理解”：(1)明確圖象所描述的物理意義；明確各種正、負(fù)號(hào)的含義；明確斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系．(2)理解三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義：v－Δv－eq\f(Δv,Δt)，B－ΔB－eq\f(ΔB,Δt)，Φ－ΔΦ－eq\f(ΔΦ,Δt).如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．規(guī)定a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在0～2t0時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過導(dǎo)體棒ab的電流與時(shí)間或外力與時(shí)間關(guān)系的圖線是()[解析]在0～t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向上減少，t0～2t0時(shí)間內(nèi)磁通量為向下增加，兩者等效，且根據(jù)B－t圖線可知，兩段時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率相等，根據(jù)楞次定律可判斷0～2t0時(shí)間內(nèi)均產(chǎn)生由b到a的大小不變的感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；在0～t0可判斷所受安培力的方向水平向右，則所受水平外力方向向左，大小F＝BIL，隨B的減小呈線性減小；在t0～2t0時(shí)間內(nèi)，可判斷所受安培力的方向水平向左，則所受水平外力方向向右，大小F＝BIL，隨B的增加呈線性增加，選項(xiàng)D正確．[答案]D[方法總結(jié)]在解決電磁感應(yīng)中的圖象問題時(shí)，主要弄清坐標(biāo)軸表示的物理量、截距、斜率等的物理意義，要注意相關(guān)規(guī)律的應(yīng)用，如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等．求解時(shí)要注意分清“過程段”，對每個(gè)階段導(dǎo)體的切割情況或回路的變化情況都要仔細(xì)分析，并進(jìn)一步確定電動(dòng)勢和電流等的變化規(guī)律，有的甚至要對線框進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析．2.由同種材料制成的粗細(xì)均勻的金屬線框(如圖)以恒定速度通過有理想邊界的勻強(qiáng)磁場．開始時(shí)線框的ab邊恰與磁場邊界重合，則線框中a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab隨時(shí)間變化的圖線是下圖中的()解析：選A.線框向右勻速穿越磁場區(qū)域的過程可分為三個(gè)階段：第一階段(進(jìn)入過程)，ab是電源，外電阻R＝3r，路端電壓U1＝eq\f(3,4)E；第二階段(線框整體在磁場中平動(dòng)過程)，ab及dc都是電源，并且是完全相同的電源，回路中雖無感應(yīng)電流，但路端電壓U2＝E；第三階段(離開過程)，dc是電源，雖然仍有外電阻R＝3r，但路端電壓卻是Udc＝eq\f(3,4)E，因此Uab僅為路端電壓Udc的eq\f(1,3)，即U3＝eq\f(1,4)E，選項(xiàng)A正確．電磁感應(yīng)中的能量問題1．電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．2．能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化(2)求解焦耳熱Q的三種方法如圖所示，寬度為L＝0.2m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值R＝1Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝5T．一根質(zhì)量m＝100g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v＝10m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大??；(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小；(3)當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力，求運(yùn)動(dòng)30cm和撤去拉力至棒停下來的整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量．[解析](1)E＝BLv＝5×0.2×10V＝10VI＝eq\f(E,R)＝10A.(2)F拉＝F安＝BIL＝10N.(3)運(yùn)動(dòng)30cm過程中R上產(chǎn)生的熱量Q1＝F拉s＝10×0.3J＝3J撤去拉力至棒停下來的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q2＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×0.1×100J＝5J所以Q＝Q1＋Q2＝8J.[答案](1)10A(2)10N(3)8J[方法總結(jié)]利用功能關(guān)系求解電磁感應(yīng)問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律或?qū)w切割磁感線公式確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢的方向．(2)畫出等效電路，求解電路中相關(guān)參量，分析電路中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系．(3)研究導(dǎo)體機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，利用能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系，列出機(jī)械功率與電路中電功率變化的守恒關(guān)系式．3．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10m/s2)．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)桿在磁場中下落0.1s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量．解析：(1)由題圖乙知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場以v＝1.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢E＝BLv①桿中的電流I＝eq\f(E,R＋r)②桿所受安培力F安＝BIL③由平衡條件得mg＝F安④聯(lián)立①②③④，并代入數(shù)據(jù)得B＝2T．⑤(2)由①②⑤可知電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(BLv,R＋r)))2Rt＝0.075J.答案：(1)2T(2)0.075J(時(shí)間：60分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確．)1．(2014·高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化解析：選D.產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件：①電路閉合；②穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化．選項(xiàng)A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A、B不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)C滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是等我們從一個(gè)房間到另一個(gè)房間后，電流表中已沒有電流，故選項(xiàng)C也不能觀察到電流表的變化；選項(xiàng)D滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D.2.如圖所示，勻強(qiáng)磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流C．整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流解析：選D.導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流為e→f，而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左右兩部分構(gòu)成兩個(gè)閉合回路，故環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流．3.(2013·高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d＞L)的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)．t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域．下列v－t圖象中，可能正確描述上述過程的是()解析：選D.t＝0線框剛進(jìn)入磁場時(shí)，要做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，全部進(jìn)入磁場做勻速直線運(yùn)動(dòng)，出來時(shí)也要做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，所以D正確．4.如圖所示，使一個(gè)銅盤繞其豎直的軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，且假設(shè)摩擦等阻力不計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)是勻速的．現(xiàn)把一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤，則()A．銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢B．銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變快C．銅盤仍以原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)D．銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否變化要根據(jù)磁鐵的上、下兩端的極性來確定解析：選A.當(dāng)一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤時(shí)，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知感應(yīng)電流所受的安培力阻礙其相對運(yùn)動(dòng)，所以銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢．本題也可以從能量守恒的角度去分析，因?yàn)殂~盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅盤的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化成電能，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)逐漸變慢，A正確．5.(2015·湖北仙桃高二檢測)如圖所示，一個(gè)邊長為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過寬均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場．這兩個(gè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反．線框運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直．取逆時(shí)針方向的電流為正．若從圖示位置開始，作出線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i與沿運(yùn)動(dòng)方向的位移x之間的函數(shù)圖象，則下面四個(gè)圖中正確的是()解析：選B.根據(jù)楞次定律可得，開始時(shí)感應(yīng)電流應(yīng)為逆時(shí)針，故C錯(cuò)．當(dāng)線框兩個(gè)邊同時(shí)在磁場中切割磁感線時(shí)，形成同向電流，為順時(shí)針電流，所以電流的峰值應(yīng)為一個(gè)邊切割的峰值的2倍，故A錯(cuò)．根據(jù)公式E＝BL有效vsinθ可知E與L有效成正比，由于L有效在分段線性變化，可得圖象應(yīng)為分段線性函數(shù)，故B正確D錯(cuò)誤．6.如圖所示，abcd是一個(gè)質(zhì)量為m、邊長為L的正方形金屬線框．如從圖示位置自由下落．在下落h后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該磁場的寬度也為L.在這個(gè)磁場的正下方h＋L處還有一個(gè)未知磁場，金屬線框abcd在穿過這個(gè)磁場時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么下列說法正確的是()A．未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2BB．未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是eq\r(2)BC．線框在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgLD．線框在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為2mgL解析：選C.設(shè)線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)速度大小為v1，那么mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，v1＝eq\r(2gh).設(shè)線框剛進(jìn)入第二個(gè)磁場時(shí)速度大小為v2，那么veq\o\al(2,2)－veq\o\al(2,1)＝2gh，v2＝eq\r(2)v1，根據(jù)題意還可得到，mg＝eq\f(B2L2v1,R)，mg＝eq\f(B\o\al(2,x)L2v2,R)，整理可得出Bx＝eq\r(\f(\r(2),2))B，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)；穿過兩個(gè)磁場時(shí)都做勻速運(yùn)動(dòng)，把減小的重力勢能都轉(zhuǎn)化為電能，所以在穿過這兩個(gè)磁場的過程中產(chǎn)生的電能為4mgL，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分．)7．(2014·高考山東卷)如圖，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好．在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示．不計(jì)軌道電阻．以下敘述正確的是()A．FM向右 B．FN向左C．FM逐漸增大 D．FN逐漸減小解析：選BCD.根據(jù)直線電流產(chǎn)生磁場的分布情況知，M區(qū)的磁場方向垂直紙面向外，N區(qū)的磁場方向垂直紙面向里，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越?。?dāng)導(dǎo)體棒勻速通過M、N兩區(qū)時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因，故導(dǎo)體棒在M、N兩區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的安培力均向左，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；導(dǎo)體棒在M區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，根據(jù)E＝Blv、I＝eq\f(E,R)及F＝BIl可知，F(xiàn)M逐漸變大，故選項(xiàng)C正確；導(dǎo)體棒在N區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B變小，根據(jù)E＝Blv、I＝eq\f(E,R)及F＝BIl可知，F(xiàn)N逐漸變小，故選項(xiàng)D正確．8．如圖所示，P、Q是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是直流電阻為零的純電感，且自感系數(shù)L很大．C是電容較大且不漏電的電容器，下列判斷正確的是()A．S閉合時(shí)，P燈亮后逐漸熄滅，Q燈逐漸變亮B．S閉合時(shí)，P燈、Q燈同時(shí)亮，然后P燈變暗，Q燈變得更亮C．S閉合，電路穩(wěn)定后，S斷開時(shí)，P燈突然亮一下，然后熄滅，Q燈立即熄滅D．S閉合，電路穩(wěn)定后，S斷開時(shí)，P燈突然亮一下，然后熄滅，Q燈逐漸熄滅解析：選AD.當(dāng)S閉合時(shí)，通過自感線圈的電流逐漸增大而產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，L相當(dāng)于斷路，電容C較大，相當(dāng)于短路，當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，L相當(dāng)于短路，電容C相當(dāng)于斷路，故P燈先亮后滅，Q燈逐漸變亮；當(dāng)S斷開時(shí)，燈泡P與自感線圈L組成了閉合回路，燈泡P中的電流先增大后減小至零，故閃亮一下后熄滅，電容器與燈泡Q組成閉合回路，電容器放電，故燈泡Q逐漸熄滅，選項(xiàng)A、D正確．9．(2015·浙江金華一中高二月考)如圖甲所示在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量m＝1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0＝3m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)t＝0，此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢為1V，在t＝3s時(shí)刻線框到達(dá)2位置，開始離開勻強(qiáng)磁場．此過程中v－t圖象如圖乙所示，那么()A．t＝0時(shí)，線框右側(cè)MN兩端間的電壓為0.25VB．恒力F的大小為0.5NC．線框完全離開磁場的瞬間位置3時(shí)速度為2m/sD．線框完全離開磁場的瞬間位置3時(shí)速度為1m/s解析：選BC.t＝0時(shí)，線框右側(cè)邊MN兩端電壓為外電路電壓，UMN＝eq\f(3,4)E＝0.75V，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；從1s末到3s末的過程中線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由圖象可得a＝eq\f(Δv,Δt)＝0.5m/s2，所以F＝ma＝0.5N，B選項(xiàng)正確；從圖象上可以得出，線框剛要進(jìn)入磁場時(shí)，與線框剛要離開磁場時(shí)的速度都是3m/s，可得線框進(jìn)入磁場和離開磁場的運(yùn)動(dòng)情景完全相同，所以線框完全離開磁場的瞬間位置3時(shí)速度為2m/s，故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC.10．(2014·高考四川卷)如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小．質(zhì)量為0.2kg的細(xì)金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω.此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B＝(0.4－0.2t)T，圖示磁場方向?yàn)檎较颍?、擋板和桿不計(jì)形變．則()A．t＝1s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到DB．t＝3s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到CC．t＝1s時(shí)，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1ND．t＝3s時(shí)，金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2N解析：選AC.據(jù)已知B＝(0.4－0.2t)T可知t＝1s時(shí)，正方向的磁場在減弱，由楞次定律可判定電流方向?yàn)橛蒀到D，A項(xiàng)正確．同理可判定B項(xiàng)錯(cuò)誤．t＝1s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(|ΔB|,Δt)·S·sin30°＝0.1V，I＝eq\f(E,R)＝1A，安培力F安＝BIL＝0.2N，對桿受力分析如圖．結(jié)合牛頓第三定律可知金屬桿對擋板P的壓力大小為F′N＝F安cos60°＝0.1N，C項(xiàng)正確．同理可得t＝3s時(shí)對擋板H的壓力大小為0.1N，D項(xiàng)錯(cuò)誤．三、非選擇題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)11．(12分)輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.32kg、邊長為L＝0.8m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，總電阻為r＝1Ω，邊長為eq\f(L,2)的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t＝0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛，g取10m/s2.求：(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；(3)t0的值．解析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2eq\f(ΔB,Δt)＝10×eq\f(1,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,2)))2×0.5V＝0.4V.(2)I＝eq\f(E,r)＝0.4A，P＝I2r＝0.16W.(3)分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：F安＝nBt0Ieq\f(L,2)＝mgI＝eq\f(E,r)Bt0＝eq\f(2mgr,nEL)＝2T由圖象知：Bt0＝1＋0.5t0，解得：t0＝2s.答案：(1)0.4V(2)0.16W(3)2s12．(14分)均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m，將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處，如圖所示，線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行．當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)：(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；(2)求c、d兩點(diǎn)間