4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图所示,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直导轨所在的平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 ( CD )
A.匀速向右运动 B.加速向右运动
C.减速向右运动 D.加速向左运动
3.如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是 ( C )
A.减速运动到停止
B.来回往复运动
C.匀速运动
D.加速运动
2.如图是电磁驱动的原理图,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间,蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当转动蹄形磁铁时,线圈将( B )
A.不动 B.跟随磁铁一起转动
C.向与磁铁相反的方向转动 D.磁铁的磁极未知,无法判断
1.(05年如东)一直升飞机停在南半球某处上空.设该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B.直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示.如果忽略到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则 ( A )
A.E = πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.E = 2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C.E = πfl2B,且a点电势高于b点电势
D.E = 2πfl2B,且a点电势高于b点电势
2.应用法拉第电磁感应定律时应注意:
①一般用E = n(或E = )求平均电动势,用E = Blυ求瞬时电动势,但当Δs随Δt均匀变化时,由于电动势恒定,平均电动势和瞬时电动势相等,可用E = n求某一时刻的电动势;
②匀强磁场中,B、l、υ相互垂直,导体平动切割磁感线时E = Blυ,绕固定转轴转动时E = Bl2ω.
规律方法
[例1]如图所示,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个质量为m、半径为r、电阻为R的均匀圆形导线圈,线圈平面跟磁场垂直(位于纸面内),线圈与磁场边缘(图中虚线)相切,切点为A,现在A点对线圈施加一个方向与磁场垂直,位于线圈平面内的,并跟磁场边界垂直的拉力F,将线圈以速度υ匀速拉出磁场.以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,设拉出过程中某时刻线圈上的A点的坐标为x.
(1)写出此时F的大小与x的关系式;
(2)在F-x图中定性画出F-x关系图线,写出最大值F0的表达式.
[解析]由于线圈沿F方向作切割磁感线运动,线圈上要产生顺时针方向的感应电流,从而要受到与F方向反向的安培力Ff作用,由图可知,此时线圈切割磁感线的有效长度l = 2
线圈上感应电动势,感应电流i =
线圈所受安培力大小为Ff = Bil,方向沿x负方向
因线圈被匀速拉出,所以F = Ff
解上各式得F = x-x2
(2)当x = r时,拉力F最大,最大值为F0 =
图线如图所示.
训练题如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图(乙)所示,求杆的质量m和加速度a.
答案:a=10m/s2,m=0.1kg
[例2]如图所示,两根相距l平行放置的光滑导电轨道,与水平面倾角均为α轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B方向竖直向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为R/4的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑.设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度,且电阻不计,求ab杆沿轨道下滑可达到的最终速度.
[解析]当ab杆沿轨道加速下滑至速度υ时,ab杆上的电动势为E = BLυcosα
ab杆与导电轨道组成的回路中的电流为I =
ab杆受到的安培力为F = BIl = 方向水平向右.
当ab杆的速度增大至某一值υm时,ab杆受到的合外力F合恰减为零,此时ab杆的加速度a也减为零,之后ab杆保持速度υm沿轨道匀速下滑.速度υm即是ab杆沿轨道下滑可达到的最终速度.
据共点合力平衡条件,有mgsinα = Fcosα
即mgsinα = ·cosα,解得:υm = .
训练题如图所示,具有水平的上界面的匀强磁场,磁感强度为B,方向水平指向纸内,一个质量为m,总电阻为R的闭合矩形线框abcd在竖直平面内,其ab边长为L,bc边长为h,磁场宽度大于h,线框从ab边距磁场上界面H高处自由落下,线框下落时,保持ab边水平且线框平面竖直.已知ab边进入磁场以后,cd边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,此时cd边距上边界为h1,求:
(1)线框ab边进入磁场时的速度大小;
(2)从线框ab边进入磁场到线框速度达到最大的过程中,线框中产生的热量;
答案:(1)v=(2gh)1/2
(2)Q=mg(H+h+h1)-m3R2g2/2B4L4
能力训练
1.楞次定律:
推广可以具体简化为以下三种情况:①阻碍原磁通的变化;②阻碍导体间的相对运动;③阻碍原电流的变化.
18.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿AC边向点C以每秒3个单位长的速度运动,动点Q从点C出发沿CB边向点B以每秒4个单位长的速度运动.P,Q分别从点A,C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△PCQ关于直线PQ对称的图形是△PDQ.设运动时间为t(秒).
(1)设四边形PCQD的面积为y,求y与t的函数关系式;
(2)t为何值时,四边形PQBA是梯形?
(3)是否存在时刻t,使得PD∥AB?若存在,求出t的值;若不存在,
请说明理由;
(4)通过观察、画图或折纸等方法,猜想是否存在时刻t,使得PD⊥AB?
若存在,请估计t的值在括号中的哪个时间段内(0≤t≤1;1<t≤2;
2<t≤3;3<t≤4);若不存在,请简要说明理由
[命题意图]最后总是函数的应用,去年是一次函数的应用、二次函数的应用以及分类讨论,其实对初中而言,一次函数和二次函数的重要性是一样的,关键是函数思想的确立,函数模型的建立。本题考查求解二次函数关系式、并利用关系式求值的运算技能和从情景中提取信息、解释信息、解决问题的能力,同时考查的数学思想主要是数学建模思想。本题在呈现方式上做出了创新,试题贴近社会经济的盈亏问题,赋予了生活气息,使学生真切地感受到“数学来源于生活”,体验到数学的“有用性”。 这样设计体现了《新课程标准》的“问题情景-建立模型-解释、应用和拓展”的数学学习模式。
[参考答案](1)
(2)
(3)
48-12t=12t+20t
48=44t
t=s
(4)存在时刻t使得,在时间t时
,,
也是就说
答:略
16.如图,A、B是两个蓄水池,都在河流的同旁,为了方便灌溉作物,要在河边建一个抽水站,将河水送到A、B两池,问该站建在河边哪一点,可使所修的渠道最短,试在图中画出该点(不写作法,但国保留作图痕迹)
。B
。A
[命题意图]本题是学生非常熟悉的“直线上一点到两点距离和”问题,来源于课本(八年级上册74页B组第1题:要在高压输电线的旁边修一个小型变电站,问该变电站建在输电线旁边什么地方,才能使变电站到A村和B村架设的电线线路最短)。对于本题情景学生非常熟悉,但它不是教材上内容的简单搬移,而是解决了同一类问题的一般情况。求稳定的同时,又有一些情景新颖、立意新颖本题给学生展现了“从问题的提出、方案设计、特殊赋值、归纳提升、问题解决”的课题学习的完整过程,以课题学习形式考查是一种新的有益尝试。
评试题的特色和亮点:将轴对称应用于当前的社会实际问题中。
试题测试后的讲评意见:加强对作图问题的理解。虽不写作法,但要注意作图步骤。
[参考答案]略
[试题来源]自编、改编
15.每年的3-10月份为一年中的黄金旅游月份。灌云县伊山镇水果种植大户田致富,为了吸引更多的顾客,组织了观光采摘游活动.每一位来采摘水果的顾客都有一次抽奖机会:在一只不透明的盒子里有四张外形完全相同的卡片,抽奖时先随机抽出一张卡片,再从盒子中剩下的3张中随机抽取第二张.
(1)请利用树状图(或列表)的方法,表示前后两次抽得的卡片所有可能的情况;
(2)如果抽得的两张卡片是同一种水果图片就可获得奖励,那么得到奖励的概率是多少?
A B C D
[命题意图]把现实生活中学生熟悉的一些“资源”作为命题的素材,这样的试题不仅使学生感到亲切,而且有助于学生在解决问题的过程中感受数学的价值,有利于引导学生关注社会,关注数学与生活的联系,体现从生活走向数学,从数学走向社会的课程理念。
评试题的特色和亮点:将概率的知识应用与当前的社会实际问题中。
试题测试后的讲评意见:加强对题目含义的理解。问题较简单,容易解决。
[参考答案](1)4(2)1/2