热门试卷

根据法拉第电磁感应定律得

E=N=1000×V=150V              

答：线圈中的感应电动势为150V

（1）E1＝3.14 V  E2＝6.28 V（2）见解析（3）8.4×102 J

根据法拉第电磁感应定律求出电动势。再根据闭合电路欧姆定律求出电流，画出图象。根据电流有效值定义求出电流的有效值，再利用焦耳定律求出热量。

根据法拉第电磁感应定律，在0～2.0×10－2 s内，线圈内的感应电动势为E1＝·πr2，得E1＝3.14 V（2分）

在2.0×10－2 s～3.0×10－2 s内，线圈内的感应电动势为E2＝·πr2解得E2＝6.28 V（2分）

(2)设环形金属工件总电阻为R，则R＝2πrR0＋9×2πrR0＝20πrR0＝6.28×10－3Ω（1分）

由闭合电路欧姆定律，在0～2.0×10－2 s内的电流为I1＝＝500 A(电流沿逆时针方向)（1分）

在2.0×10－2 s～3.0×10－2 s内的电流为I2＝＝1 000 A(电流沿顺时针方向)（1分）

所作i—t图象如下图所示（2分）

(3)设焊缝处的接触电阻为R1，环形金属工件中电流的有效值为I，在一个周期内I2R1T＝IR1＋R1，得I＝500  A（2分）,设在t＝0.10 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为Q，则Q＝I2R1t，而R1＝9×2πrR0＝5.65×10－3 Ω，代入解得Q＝8.4×102 J.（2分）

（1）相同，磁通量变化

（2）E△t，E-1/△t

解：（1）设0至t0时间内回路中的感应电动势为E，感应电流为I，由法拉第电磁感应定律：

根据楞次定律判断，①

②

根据欧姆定律有：③

联立①②③得④

金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b⑤

（2）由焦耳定律及④，金属丝上产生的热量为：⑥

（3）设发射m的光子数为n，根据爱因斯坦的光子说，这些光子的能量为：E=mhv⑦

依题意：Q=E⑧

联立⑥⑦⑧可得：⑨

解：（1）根据法拉第电磁感应定律

求出E=1.2V

（2）逆时针

（3）根据全电路欧姆定律

根据，求P=5.76×10-2W

（4）S断开后，电容器两端的电压U=IR2＝0.6V

经R2的电量Q=CU=1.8×10-5C

（1）由图得到：磁通量的变化率=Wb/s=0.5Wb/s，根据法拉第电磁感应定律得：

E=n=50V，则电压表读数为50V．

（2）由楞次定律判定，感应电流方向为逆时针方向，线圈等效于电源，而电源中电流由低电势流向高电势，故A端的电势高于B端电势（比B端高），A端应该与电压表的“+”的接线柱连接．

答：（1）按图乙所示规律，电压表的读数应该是50V；

（2）A端应该与电压表标+号的接线柱连接．

（1）0.005Wb （2）0.025W  （3）0.01J

试题分析：（1）设磁场向下穿过线框磁通量为正，由磁通量的定义得t=0时

----------------------3分（2+1）

（没有规定磁通量正负、结果为正或负不扣分，考虑到磁通量相减，表达式中多了N可得1分）

（2）根据法拉第电磁感应定律

-------------------------3分（2+1）

-----------------------------------------------2分（1+1）

------------------------------------------2分（1+1）

（3）右侧线框每条边受到的安培力

----------------------------1分

因两个力互成1200，两条边的合力大小仍为F1，----------1分（用等效长度计算也给这两步分）

左侧线框受力---------------------------------------1分

线框受到的安培力的合力------------------------1分

当安培力的合力等于最大静摩擦力时线框就要开始滑动------1分

即

解得----------------------------------------1分

----------------------------------2分（1+1）

说明：计算过程中若没有考虑匝数N，公式应用正确，最多扣2分.

解：向里的变化磁场产生的感应电动势

向外的变化磁场产生的感应电动势

从图中得

感应电流

解得

3(V)

【错解分析】根据法拉第电磁感应定律

ε=Blv

v=ωl

ε=Bl2ω

断路时导体端电压等于电动势

得：

即

错解原因：法拉第电磁感应定律的导出公式ε=Blv是有条件的。它适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况。不符合本题的转动情况，本题用错了公式。另外判断感应电动势方向上也出现了问题。

【正解】由于法拉第电磁感应定律ε=Blv适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况。将转动问题转化为平动作等效处理。因为v=ωl，可以用导体中点的速度的平动产生的电动势等效于OB转动切割磁感线产生的感应电动势。

UBO = UB -UO = εBO =4(V)

同理  

UAO = UA- UO= εAO =1(V)

UAB =UA - UB=(UA- UO)- (UB- UO)=UAO- UBO = 1-4=-3(V)

【点评】本题中的等效是指产生的感应电动势相同。其基础是线速度与角速度和半径成正比。

（1）5m/s

（2）v="6" m/s

（3）ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t = t1+t2+t3=2.5s

（4）整个运动过程产生的焦耳热Q = FAl2 =（Mg – mgsinθ）l2 =" 9" J

（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT。对线框，由牛顿第二定律得FT – mg sinα= ma.

联立解得线框进入磁场前重物M的加速度=5m/s2

（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡Mg = FT′，

线框abcd受力平衡FT′= mg sinα+ FA

ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E = Bl1v

形成的感应电流      受到的安培力

联立上述各式得，Mg = mg sinα+   代入数据解得v="6" m/s

（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动。

进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a =" 5" m/s2

该阶段运动时间为

进磁场过程中匀速运动时间

线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a = 5m/s2

  解得：t3 ="1.2" s

因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t = t1+t2+t3=2.5s

（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v + at3 =" 6" m/s+5×1.2 m/s="12" m/s

整个运动过程产生的焦耳热Q = FAl2 =（Mg – mgsinθ）l2 =" 9" J

考查的知识点主要有牛顿定律、物体平衡条件、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、运动学公式、能量守恒定律等。重点考查根据题述的物理情景综合运用知识能力、分析推理能力、运用数学知识解决物理问题的能力。

（1）由图2看出，穿过线圈的磁通量在增大，根据楞次定律判断可知感应电动势方向沿逆时针，a端相当于电源的正极，电势较高．

（2）由图2知：=0.2Wb/s

据法拉第电磁感应定律得：线圈中的感应电动势E=n=150×0.2V=30V

电路中电流为 I==

故a、b两点的电势差U=IR=E=20V

答：

（1）a点电势高

（2）a、b两点的电势差U为20V．

（1）由法拉第电磁感应定律可得：

E=n=n=100×0.02×0.2V=0.4V；

则电路中电流I===0.1A；

由题意知线圈中的磁通量增大，则由楞次定律可得线圈电流方向为逆时针，故R中电流方向从b指向a；

即通过R的电流大小为0.1A，方向从b指向a．

（2）由欧姆定律可得

R两端的电压U=IR=0.3V；

则电容器的电量Q=UC=9×10-6C；

即电容器的电荷量为9×10-6C．

答：（1）通过R的电流方向为b→a，

（2）电容器的电荷量为9×10-6C．

解：线圈翻转180°，在初末两位置虽然线圈平面均与磁感线垂直，但在这两个位置穿过线圈的磁通量并不相同。我们可以设想在线圈平而上固定一根与线圈平面垂直的箭头N，如图所示

在初位置箭头向上，这时磁感线穿过方向与该箭头N的方向相同。当线圈转动时，固定在平面上的箭头方向也随着转动当转过180°时，箭头N的方向将向下，这时磁感线穿过方向与N的方向相反。若规定初位置磁通量为，则末位置磁通量就为，磁通量虽然是标量，但也可以用正负号表示。这里的正负号正是表示上述磁感线穿过线圈的差别。因此在这个过程中磁通量的变化由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势