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2017-2018学年度人教版选修3-2 电磁感应 单元测试

高二物理电磁感应单元测试
第 I 卷(选择题)
评卷人 得分

一、选择题
1.
2 竖直向上的匀强磁场中,水平放置一单匝金属圆形线圈,线圈所围的面积为 0.1m ,线圈

的电阻为 1Ω.规定图(a)所示感应电流的方向为正方向.磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图(b)所示,则以下说法正确的是( )

A.第 1s 内,线圈具有扩张趋势 B.第 3s 内,线圈的发热功率最大 C.第 4s 时,感应电流的方向为负 D.0~5 s 时间内,感应电流的最大值为 0.1A 2. 闭 合电 路中产 生感 应电动 势的 大小, 跟穿过 这一 闭合 电路的 下列哪 个物 理量 成正比 ( ) B.磁感应强度 D.磁通量的变化量

A.磁通量

C.磁通量的变化率 3.

电阻 R、电容 C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图 所示.现使磁铁开始自由下落,在 N 极接近线圈上端的过程中,流过 R 的电流方向和电容 器极板的带电情况是( )

A.从 a 到 b,上极板带正电 C.从 b 到 a,上极板带正电 4.

B.从 a 到 b,下极板带正电 D.从 b 到 a,下极板带正电

如图所示,一闭合直角三角形线框以速度 v 匀速穿过匀强磁场区域.从 BC 边进入磁场区

开始计时,到 A 点离开磁场区止的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流 的正方向)是如图所示中的( )

A.

B.

C.

D.

5. 等离子体气流由左方连续以速度 vo 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中,ab 直导线与 P1、P2 相连接,线圈 A 与直导线 cd 连接.线圈 A 内有如图乙所示的变化磁场,且磁场 B 的正方 向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是( )

A.0~1 s 内 ab、cd 导线互相排斥 C.2~3 s 内 ab、cd 导线互相吸引 6.

B.l~2 s 内 ab、cd 导线互相吸引 D.3~4 s 内 ab、cd 导线互相吸引

矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈平面跟中性面重合的瞬 间,下面的说法中正确的是( A.线圈中的磁通量为零 B.线圈中的感应电动势最大 C.线圈的每一边都不切割磁感线 D.线圈所受的磁场力不为零 7. (多选题)如图甲所示,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一螺线管 Q,P 和 Q 共轴,Q 中通有变化的电流 i,电流随时间变化的规律如图乙所示,P 所受的重力为 G, 桌面对 P 的支持力为 FN,则( ) )

A.t1 时刻,FN>G 8.

B.t2 时刻,FN>G

C.t3 时刻,FN<G

D.t4 时刻,FN=G

如图甲所示电路中,A1、A2、A3 为相同的电流表,C 为电容器,电阻 R1、R2、R3 的阻值相 同,线圈 L 的电阻不计.在某段时间内,理想变压器 T 原线圈内磁场的磁感应强度 B 的变 化情况如图乙所示,则在 t1~t2 时间内( )

A.电流表 A1 和 A2 的示数相同 B.电流表 A2 的示数比 A3 的小 C.电流表 A1 的示数比 A2 的小 D.电流表的示数都不为零 9. 图中甲图所示的线圈为 5 匝,其端点 a,b 与电压表相连,线圈内磁通量变化规律如(b) 图所示,则 a,b 两点的电势高低及电压表读数为( )

A.φa>φb,2 伏 10.

B.φa>φb,1 伏

C.φa<φb,2 伏

D.φa<φb,1 伏

(多选题)如图所示,足够长的 U 形光滑金属导轨所在平面与水平面成 θ 角( 0 < θ < 90° ),其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L,磁感应强度大小为 B 的匀强磁场方向垂直导轨所 在平面斜向上,导轨电阻不计,质量为 m 的金属棒 ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导 轨始终保持垂直且接触良好,棒 ab 接入电路的电阻为 R,当流过棒 ab 某一横截面的电荷 量为 q 时,棒的速度大小为 v,则金属棒 ab 在此下滑过程中( )

A.运动的加速度大小为

v2 2L

B.下滑位移大小为

qR BL

C.产生的焦耳热为 qBLv D.受到的最大安培力大小为 mgsinθ 11. (多选题)如图 A、B 为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.当 A 线圈中通有如图 (a)所示的变化电流 i,则( )

A.在 t1 到 t2 时间内 A、B 两线圈相吸 B.在 t2 到 t3 时间内 A、B 两线圈相斥 C.t1 时刻两线圈间作用力为零 D.t2 时刻两线圈间吸力最大 12. 如图,光滑固定的金属导轨 M、N 水平放置,两根导体棒 P、Q 平行放置在导轨上,形成 一个闭合回路,一条形磁铁从高处自由下落接近回路时( )

A.P、Q 将相互远离

B.磁铁的加速度大于 g D.磁铁的加速度小于 g

C.磁铁的加速度仍为 g 13.

如图所示,水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线 竖直向下迅速移动时,下列判断中正确的是( )

A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小 B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大 C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小 D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大 14. 矩形导线框 abcd 与长直导线 MN 放在同一水平面上,ab 边与 MN 平行,导线 MN 中通入 如图所示的电流方向,当 MN 中的电流增大时,下列说法正确的是( )

A.导线框 abcd 中有顺时针方向的感应电流 B.导线框 abcd 中有逆时针方向的感应电流 C.导线框所受的安培力的合力向左 D.导线框所受的安培力的合力为零 15. 如图所示,一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路.虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀 强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度 v 向右匀速进入磁场,直径 CD 始终与 MN 垂直.从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止,下列结论不正确的是( )

A.感应电流方向不变 B.CD 段直线始终不受安培力 C.感应电动势最大值 E=Bav D.感应电动势平均值 E = 16. 如图所示中,L1 和 L2 是两个相同灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与 R 相 同,在开关 S 接通的瞬间,下列说法正确的是( )

1 πBav 4

A.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 后灭 B.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 后灭 C.接通时 L1 先达到最亮,断开时 L1 先灭 D.接通时 L2 先达到最亮,断开时 L2 先灭 17. 如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流 i 随时间 t 的变 化关系如图乙所示.在 0﹣

T T 时间内,直导线中电流向上,则在 ﹣T 时间内,线框中感 2 2


应电流的方向与所受安培力情况是(

A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左 B.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右 C.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右 D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左

第 II 卷(非选择题)

评卷人

得分

二、计算题
18. 如 图 所 示 , 金 属 杆 ab 放 在 光 滑 的 水 平 金 属 导 轨 上 , 与 导 轨 组 成 闭 合 矩 形 电 路 , 长 l1=0.8m,宽 l2=0.5m,回路总电阻 R=0.2Ω,回路处在竖直方向的磁场中,金属杆用水平绳 通过定滑轮连接质量 M=0.04kg 的木块,磁感应强度从 B0=1T 开始随时间以 k=0.2T/s 均匀
2 增加,不计一切摩擦,g 取 10m/s ,求:

(1)回路中的电流强度; (2)什么时候木块将离开水平面?

19. 如图所示,PQNM 是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框,水平放置, 金属棒 ab 与 PQ、MN 垂直,并接触良好.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感强 度 B=0.4T.已知 ab 有效长度为 l=0.5m,电阻 R1=2Ω,R2=4Ω,其余电阻均忽略不计,若 使 ab 以 v=5m/s 的速度向右匀速运动,作用于 ab 的外力大小为多少?R1 上消耗的电热功率 为多大?(不计摩擦)

20. 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置,一个磁感应强度 B=0.50T 的匀 强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R=0.30Ω 的电阻,长为 L=0.40m、电阻为 r=0.20Ω 的金属棒 ab 紧贴在导轨上.现使金属棒 ab 由静止开始下滑,通 过传感器记录金属棒 ab 下滑的距离,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不 计.
2 (g=10m/s )

时 间 t(s) 下滑距离 s(m)

0 0

0.10 0.10

0.20 0.30

0.30 0.70

0.40 1.20

0.50 1.70

0.60 2.20

0.70 2.70

求:(1)在前 0.4s 的时间内,金属棒 ab 电动势的平均值; (2)金属棒的质量; (3)在前 0.7s 的时间内,电阻 R 上产生的热量.

试卷答案
1.C 【考点】楞次定律. 【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向和线圈的面积的变化趋势,通过法拉第电磁感 应定律 E= 求出感应电动势的大小,结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小.

【解答】解:A、第 1s 内,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,线圈的面积缩小 可以阻碍磁通量的增大,所以线圈具有缩小趋势.故 A 错误; B、第 3s 内,穿过线圈的磁通量保持不变,所以线圈的发热功率为 0.故 B 错误; C、第 4s 时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的方向逆时针方程, 为负值.故 C 正确; D、由图可知,穿过线圈的磁通量刚刚开始变化时,B 的变化率: 则产生的电动势: 感应电流:I= 故选:C 2.C 【考点】法拉第电磁感应定律. 【分析】由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变 化率成正比,与磁通量及磁通量的变化量无关. 【解答】解:由法拉第电磁感应定律可知;E=n 电动势取决于磁通量的变化快慢; 故选 C. 3.D 【考点】法拉第电磁感应定律;电容;楞次定律. 【分析】现使磁铁开始自由下落,在 N 极接近线圈上端的过程中,导致线圈的磁通量发生 变化,从而产生感应电动势,线圈中出现感应电流,由楞次定律可判定电流的方向.当线 圈中有电动势后,对电阻来说通电后发热,对电容器来说要不断充电直至稳定. 【解答】解:当磁铁 N 极向下运动时,导致向下穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可 得,感应磁场方向与原来磁场方向相反,再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而 下,由于线圈相当于电源,则流过 R 的电流方向是从 b 到 a,对电容器充电下极板带正 电. 故选:D. ,即 E 与磁通量的变化率成正比,即 A.故 D 错误. V

4.A 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律. 【分析】分三个阶段分析感应电流的变化情况,根据感应电流产生的条件判断线框中是否 由感应电流产生,根据 E=BLv 及欧姆定律判断感应电流的大小. 【解答】解:根据感应电流产生的条件可知,线框进入或离开磁场时,穿过线框的磁通量 发生变化,线框中有感应电流产生,当线框完全进入磁场时,磁通量不变,没有感应电流 产生,故 C 错误; 感应电流 I= = 逐渐减小; 线框离开磁场时,导体棒切割磁感线的有效长度 L 减小,感应电流逐渐减小;故 A 正确, BD 错误; 故选 A. 5.B 【分析】等离子流通过匀强磁场时,正离子向上偏转,负离子向下偏转,因此将形成从 a 到 b 的电流,线圈 A 中磁场均匀变化,形成感应电流,根据楞次定律判断出流经导线 cd 的 电流方向,然后根据流经导线的电流同向时相互吸引,反向时相互排斥判断导线之间作用 力情况. 【解答】解:AB、由左侧电路可以判断 ab 中电流方向由 a 到 b;由右侧电路及图乙可以判 断,0~2 s 内 cd 中电流为由 c 到 d,跟 ab 中电流同向,因此 ab、cd 相互吸引,故 A 错 误,B 正确; CD、2~4 s 内 cd 中电流为由 d 到 c,跟 ab 中电流反向,因此 ab、cd 相互排斥,故 C、D 错误; 故选:B 6.C 【考点】法拉第电磁感应定律;磁通量. 【分析】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式电 流.在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大,感应电动势为零. 【解答】解:A、在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大.故 A 错误. B、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零.故 B 错误. C、在中性面时,没有边切割磁感线,且每一边都不切割磁感线,感应电动势为零,故 C 正确. D、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零,没有感应电流,则没有磁场力 作用,故 D 错误. 故选:C. ,线框进入磁场时,导体棒切割磁感线的有效长度 L 减小,感应电流

7.AD 【考点】楞次定律. 【分析】开始电流增大,磁通量变化,设逆时针为电流正方向,形成感应的磁场,由楞次 可知,总是阻碍磁通量的变化,所以确定下面的磁场,再可知该线圈顺时针电流,由安培 力知,异向电流相互排斥知,支持力与重力的关系. 【解答】解:线圈总是阻碍磁通量的变化,所以 t1 电流增大,磁通量变大,下面线圈阻碍 变化,就向下运动的趋势,所以 FN>G.t2 时刻与 t4 时刻无电流变化,t3 时刻 Q 中没有电 流;所以 t2 时刻、t3 时刻、t4 时刻 FN=G,故 AD 正确,BC 错误. 故选:AD. 8.A 【分析】由图可知副线圈电路中的磁通量的变化情况,则由电磁感应可得出产生的感应电 流;根据电容器及电感器的性质可得出各表的电流大小. 【解答】解:原线圈中磁场如乙图所示变化,则原线圈中的磁通量均匀变化,故副线圈中 产生恒定的电流,因线圈电阻不计,故线圈 L 对恒定电流没有阻碍作用,所以电流表 A1 和 A2 的读数相同,而电容器“通交隔直”,所以电流表 A3 的读数为 0.故 A 正确,BCD 错 误; 故选:A. 9.B 【考点】法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律. 【分析】根据法拉第电磁感应定律求出线圈中感应电动势. 根据楞次定律判断感应电流的方向. 结合电路知识求出 a、b 两点电势差. 【解答】解:从图中发现:线圈的磁通量是增大的,根据楞次定律,感应电流产生的磁场 跟原磁场方向相反,即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,根据右手定则,我们可 以判断出线圈中感应电流的方向为:逆时针方向. 在回路中,线圈相当于电源,由于电流是逆时针方向,所以 a 相当于电源的正极,b 相当 于电源的负极,所以 a 点的电势大于 b 点的电势. 根据法拉第电磁感应定律得: E=n? =5× 0.2 v=1v

电压表读数为 1v. 故选 B. 10.BD 【分析】根据牛顿第二定律列方程解得加速度大小;根据闭合电路的欧姆定律和法拉第电 磁 感应 定律求 解电 荷量的 表达 式,即 可得到 位移 大小 ;整个 过程中 的安 培力 都小于

;根据共点力的平衡条件最大安培力大小. 【解答】解:A、根据牛顿第二定律可得 mgsinθ﹣BIL=ma,即 mgsinθ﹣ 得加速度大小为 a=gsinθ﹣ B、根据 q=It,I= 和 E= 确; C、当导体棒的速度为 v 时,根据 E=BLv、I= 、F=BIL,得到此过程中最大的安培力为 ;如果利用最大安培力 与位移 x 的乘积可得: =qBLv,整个 ,A 错误, ,有:q= ,故下滑的位移大小为:x= ,B 正

=ma,解

过程中的安培力都小于

,所以产生的焦耳热一定小于 qBLv,C 错误;

D、根据共点力的平衡条件可得,当导体棒匀速运动时受到的安培力最大,所以最大安培 力大小为 mgsinθ,D 正确. 故选:BD. 11.ABC 【考点】法拉第电磁感应定律;楞次定律. 【分析】根据安培定则确定电流与磁场的方向关系,再根据楞次定律知,感应电流的磁场 总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.当磁通量增大时,感应电流的磁场与它相反,当 磁通量减小时,感应电流的磁场与它相同.最后运用同向电流相互吸引,异向电流相互排 斥. 【解答】解:A、在 t1 到 t2 时间内,若设逆时针(从左向右看)方向为正,则线圈 A 电流 方向逆时针且大小减小,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈 B 方向向右的磁通量大小 减小,由楞次定律可知,线圈 B 的电流方向逆时针方向,因此 A、B 中电流方向相同,出 现相互吸引现象,故 A 正确; B、在 t2 到 t3 时间内,若设逆时针方向(从左向右看)为正,则线圈 A 电流方向顺时针且 大小增大,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈 B 方向向左的磁通量大小增大,由楞次 定律可知,线圈 B 的电流方向逆时针方向,因此 A、B 中电流方向相反,A、B 出现互相排 斥,故 B 正确; C、由题意可知,在 t1 时刻,线圈 A 中的电流最大,而磁通量的变化率是最小的,所以线 圈 B 感应电流也是最小,因此两线圈间作用力为零,故 C 正确; D、在 t2 时刻,线圈 A 中的电流最小,而磁通量的变化率是最大的,所以线圈 B 感应电流 也是最大,但 A、B 间的相互作用力最小,故 D 错误;

故选:ABC 12.D 【考点】楞次定律. 【分析】当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律: 感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,分析导体的运动情况. 【解答】解:A、当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞 次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知,P、Q 将互相靠拢,回路的面积减 小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用.故 A 错误. BCD、根据楞次定律可知,磁铁受到向上的排斥力.由于磁铁受到向上的安培力作用,所 以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于 g.故 BC 错误;D 正确. 故选:D 13.B 【考点】楞次定律. 【分析】解本题时应该掌握:楞次定律的理解、应用.在楞次定律中线圈所做出的所有反 应都是阻碍其磁通量的变化.如:感应电流磁场的磁通量、面积、速度、受力等. 【解答】解:根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合导体环内 的磁通量增大,因此线圈做出的反应是面积有收缩的趋势,同时将远离磁铁,故增大了和 桌面的挤压程度,从而使导体环对桌面压力增大,选项 B 正确,ACD 错误. 故选:B 14.B 【考点】楞次定律;安培力. 【分析】直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则判断导线右侧的磁场方向以及 磁场的变化,再根据楞次定律判断感应电流的方向,最后根据左手定则判断出 ab、cd 边所 受安培力的方向,注意离导线越近,磁感应强度越大. 【解答】解:A、直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则,知通过线框的磁场 方向垂直纸面向里,且均匀增大,根据楞次定律,知感应电流的方向为逆时针方向.故 A 错误,B 正确. C、根据左手定则,知 ab 边所受安培力方向水平向右,cd 边所受安培力方向水平向左,离 导线越近,磁感应强度越大,所以 ab 边所受的安培力大于 cd 边所受的安培力,则线圈所 受磁场力的合力方向向右.故 CD 错误. 故选:B 15.B 【考点】楞次定律;法拉第电磁感应定律. 【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向,根据左手定则判断 CD 段所受的安培

力.当切割的有效长度最大时,感应电动势最大,通过法拉第电磁感应定律求出感应电动 势的平均值. 【解答】解:A、根据楞次定律,知半圆形闭合回路在进入磁场的过程中,感应电流的方 向为逆时针方向,方向不变.故 A 正确. B、根据左手定则,CD 段所受的安培力方向竖直向下.故 B 错误. C、切割的有效长度的最大值为 a,则感应电动势的最大值 E=Bav.故 C 正确.

D、根据法拉第电磁感应定律得:

=

= πBav.故 D 正确.

本题选择错误的,故选:B. 16.A 【考点】自感现象和自感系数. 【分析】利用自感线圈对变化电流的阻碍作用和欧姆定律进行判断. 【解答】解:接通时由于 L 自感作用,瞬间等于断路,通过 L1 的电流等于 L2+R 之和,所 以 L1 先达到最亮.然后 L 自感慢慢减弱,通过 L1 的电流减小,然后熄灭; 当断开时,L2 瞬间失去电流,而 L1 和 L 构成回路,由于 L 自感,L1 会亮一会再灭,故 A 正确,BCD 错误. 故选:A 17.C 【考点】楞次定律;安培力. 【分析】在 ﹣T 时间内,直线电流方向向下,根据安培定则判断出直导线周围的磁场, 根据磁场的变化,通过楞次定律判断出金属线框中的感应电流,从而通过受力判断线框所 受安培力的合力. 【解答】解:在 ﹣T 时间内,直线电流方向向下,根据安培定则,知导线右侧磁场的方 向垂直纸面向外,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生顺时 针方向的感应电流.根据左手定则,知金属框左边受到的安培力方向水平向右,右边受到 的安培力水平向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培 力,所以金属框所受安培力的合力水平向右.故 C 正确,A、B、D 错误. 故选:C. 18. l2=0.8× 0.5=0.4m2; 解:(1)线框面积:S=l1× 根据法拉第电磁感应定律有:

回路电动势 E= 回路电流 I= =

=kS=0.2× 0.4=0.08V =0.4 A

(2)设磁感应强度 Bt=B0+kt, 设 t 时刻时木块将离开地面,则有安培力与木块重力平衡; 即:Ft=BIl2=(B0+kt)Il2=Mg, 解得:t=5 s. 答:(1)回路中的电流强度为 0.4A; (2)t 为 5s 时木块将离开水平面. 【考点】法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化. 【分析】(1)根据法拉第电磁感应定律可求得感应电动势,再由闭合电路欧姆定律可求得 电流强度大小; (2)根据安培力公式求解安培力的变化规律公式,明确当安培力等于 m 的重力时,重物 被吊起,根据平衡求出被吊起时的磁感应强度的大小,再根据磁感应强度的变化率求出经 历的时间.

19. 解:ab 棒向右运动产生的电动势为 E=BLV=0.4× 0.5× 5V=1V 电路的总电阻为:R= = = Ω

通过 ab 棒的电流为:I= =

A=0.75A

0.75× 0.5=0.15N 作用于 ab 棒的外力为:F=BIL=0.4× R1 消耗的电功率为:P1= = W=0.5W

答:作用于 ab 的外力大小为 0.15N,R1 上消耗的电热功率为 0.5W. 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势. 【分析】由公式 E=BLv 可以求出棒产生的感应电动势;由欧姆定律求出通过棒的感应电 流,然后由安培力公式求出安培力;由电功率公式求出电功率. 20. 解:(1)法拉第电磁感应定律,则有平均感应电动势为:

(2)从表格中数据可知,0.3s 后棒作匀速运动的速度为:

由 mg﹣F=0; 安培力表达式:F=BIL; 欧姆定律:I= ;

感应电动势为:E=BLv; 解得:m=0.04kg (3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热.则: mgs7﹣Q= QR= 解得:Q=0.348J 答:(1)在前 0.4s 的时间内,金属棒 ab 电动势的平均值 0.6V; (2)金属棒的质量 0.04kg; (3)在前 0.7s 的时间内,电阻 R 上产生的热量 0.348J. 【考点】法拉第电磁感应定律;焦耳定律;安培力. 【分析】(1)根据法拉第电磁感应定律,即可求解; (2)根据数据可知,匀速直线运动的时间,从而求出匀速运动的速度,结合安培力的表达 式,闭合电路苟安欧姆定律与感应电动势的表达式,即可求解; (3)根据棒在下滑过程中,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,由能量转化与守恒定 律,即可求解. ﹣0


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