1、专题十四 电磁感应中的电路问题
答案
1.由磁感应强度变化规律图象可知，螺线管中磁场磁感强度的变化率为T/s
通电螺线管产生的感应电动势为V
电路中感应电流大小为A=1A
所以R1上消耗的电功率为．
1.如图所示 ………………………………………………①
(2)由图象可知导体棒最终将做匀速运动
…………………②
由功能关系，得
……………………③
因此电阻R中产生的电热为：
(3) ………⑤
3.（1）棒滑过圆环直径时切割磁感线的有效长度L＝2a，棒中产生的感应电动势为
E＝BLv＝0.2×2×0.4×5V＝0.8V
2、 当不计棒与环的电阻时，直径两端的电压U＝E＝0.8V，所以通过灯L1的电流为
I1＝
（2）右半圆环向上翻转90o后，穿过回路的磁场有效面积变为原来的一半，即＝.
磁场变化时在回路中产生的感应电动势为
＝2×（0.4）2V＝0.32V
由于L1、L2两灯相同，圆环电阻不计，所以每灯的电压均为，L1的功率为
P1＝
4．（1）线圈下落过程中，穿过线圈中的磁通量增加，据楞次定律可知，金属框中的感应电流方向为逆时针流向。 ①
（2）设下边所处高度为y时线圈达到收尾速度vm，线圈下落过程中，上、下两边切割磁感线，此时线圈中产生的感应电动势为E，
②
线
3、圈中的感应电流为： ③
线圈上下边受到的安培力分别为F1、F2，
④
⑤
线圈达收尾速度时，据力的平衡条件得：
⑥
联立以上几式可得： ⑦
〖评分标准〗本题16分．②式4分，其余各式各2分．
5.解：⑴ 不正确 (2分)
oaAB回路的平均电动势就是导体棒AB上产生的平均电动势
bcAB回路的平均电动势也是导体棒AB上产生的平均电动势
导体棒AB上的平均电动势E=E1=E2 = (2分)
通过
4、导体棒的电量 (2分)
⑵ (6分)
⑶ 能求出匀加速运动过程中拉力F的冲量，方法是作出F-t图线，与横坐标所围面积就是拉力F的冲量。
(4分)
6.（1）在S刚闭合的瞬间，导线ab速度为零，没有电磁感应现象，由a到b的电流A，ab受安培力水平向右，此时瞬时加速度m/s2．
ab运动起来且将发生电磁感应现象．ab向右运动的速度为υ时，感应电动势，根据右手定则，ab上的感应
5、电动势（a端电势比b端高）在闭合电路中与电池电动势相反．电路中的电流（顺时针方向，）将减小（小于I0=1.5A），ab所受的向右的安培力随之减小，加速度也减小．尽管加速度减小，速度还是在增大，感应电动势E随速度的增大而增大，电路中电流进一步减小，安培力、加速度也随之进一步减小，当感应电动势与电池电动势E相等时，电路中电流为零，ab所受安培力、加速度也为零，这时ab的速度达到最大值，随后则以最大速度继续向右做匀速运动．
设最终达到的最大速度为υm，根据上述分析可知：
所以m/s=3.75m/s．
（2）如果ab以恒定速度m/s向右沿导轨运动，则ab中感应电动势
V=3V
由于＞，这时闭
6、合电路中电流方向为逆时针方向，大小为：A=1.5A
直导线ab中的电流由b到a，根据左手定则，磁场对ab有水平向左的安培力作用，大小为N=0.6N
所以要使ab以恒定速度m/s向右运动，必须有水平向右的恒力N作用于ab．
上述物理过程的能量转化情况，可以概括为下列三点：
①作用于ab的恒力（F）的功率：W=4.5W
②电阻（R +r）产生焦耳热的功率：W=2.25W
③逆时针方向的电流，从电池的正极流入，负极流出，电池处于“充电”状态，吸收能量，以化学能的形式储存起来．电池吸收能量的功率：W=2.25W
由上看出，，符合能量转化和守恒定律（沿水平面匀速运动机械能不变）．
6.解
7、析：从ab棒以a端为轴旋转切割磁感线，直到b端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断增大，对C不断充电，同时又与R构成回路．
M
P
R
N
Q
C
a
b
D
b’
30°
通过R的电量．
．
根据以上两式得 ．
当ab棒运动到b’时，电容C上所带电量为,
此时，而,
所以．
当ab脱离导轨后，C对R放电，通过R的电量为q’，所以整个过程中通过R的总电量为
．
8、解：(1)不管转到何位置，磁场方向、速度方向都垂直，所以有
……………………………………………(2分)
(2)在线圈转动过程中，只有一个线框产生电动势，相当电源，另一线框与电阻R并联组成外电路，故
…………………………………………………………(2分)
………………………………………………………(2分)
………………………………………………(2分)
(3)流过R的电流 （2分）
图象如图所示。………………………(2分)
(4)每个线圈作为电源时产生的功率为`
………………(2分)
根据能量守恒定律得两个线圈转动一周外力所做的功为
…………(2分)
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