北京市高中物理 电磁感应 05 电磁感应与电路的知识能的转化和守恒专题学案（无答案）新人教版选修3-2（通用） 5页

电磁感应与电路的知识、能的转化和守恒专题 ‎ 授课内容：‎ 例题1、一闭合金属环垂直于磁力线放置在磁场中，若磁场以ΔB/Δt为某一常数的规律变化，环中的感应电流值为I。若将环的面积增大到三倍，环还用原来的规格的导线制作，按原方式放入原磁场中，感应电流值变为 。‎ 例题2、如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E。则a、b两点间的电势差为（ ）‎ A．E/2 B．E/‎3 C．2E/3 D．E ‎ ‎ 图二 图三 例题3、如图所示，三角形金属导轨EOF上放一金属杆AB，在外力作用下使AB保持与OF垂直，以速度v从O点开始向右平移，设导轨和金属棒均为粗细相同的同种金属制成，则下列正确的是（ ）‎ A．电路中的感应电动势大小不变 B．电路中的感应电动势逐渐增大 C．电路中的感应电流大小不变 D．电路中的感应电流逐渐减小 例题4、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（ ）‎ A B C D 图四 例题5、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计，‎ ‎（1）若棒以v0＝‎5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流．‎ ‎（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（）T/s，求L1的功率．‎ 图五 例题6、图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为‎0.40m，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直．质量m为6.0×10－‎3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触．导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1．当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取‎10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2．‎ 图六 例题7、如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为（其中r为辐射半径），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁的半径），而弯成铝环的铝丝其横截面积为S，圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻率为，密度为0，试求：‎ ‎（1）圆环下落的速度为v时的电功率；‎ ‎（2）圆环下落的最终速度；‎ ‎（3）当下落高度h时，速度最大，从开始下落到此时圆环消耗的电能．‎ 图七 例题8、如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m 的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．‎ ‎（1）求初始时刻导体棒受到的安培力．‎ ‎（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?‎ ‎（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少?‎ 图八