高中物理 第四章 第5节 电磁感应现象的两类情况课后提升考能 新人教版选修32.doc

【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 第5节 电磁感应现象的两类情况课后提升考能 新人教版选修3-2知识点基础中档稍难感生电场1、3、5、97动生电动势2、1068电磁感应现象分析4电磁感应与电学综合11电磁感应中能量守恒1212015杭州高二检测如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m，电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且b逐渐增加，则()a小球速度变大 b小球速度变小c小球速度不变 d以上三种情况都有可能答案a解析在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感应电场。据楞次定律得出如图所示感应电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大。a选项正确。2一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为b。直升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a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()aefl2b，且a点电势低于b点电势be2fl2b，且a点电势低于b点电势cefl2b，且a点电势高于b点电势de2fl2b，且a点电势高于b点电势答案a解析螺旋桨是叶片围绕着o点转动，产生的感应电动势为eblvblvbbl(l)b(2f)l2fl2b，由右手定则判断出b点电势比a点电势高。3在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是()答案c解析据麦克斯韦电磁理论，恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，c对。4在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度b随时间t如图乙所示变化时，正确表示线圈中感应电动势e变化的是()答案a解析由法拉第电磁感应定律，有：enn，在t0到t1 s，b均匀增大，则为一恒量，则e为一恒量，再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值。在t1 s到t3 s，b不变化，则感应电动势为零，在t3 s到t5 s，b均匀减小，则为一恒量，但b变化得较慢，则e为一恒量，但比t0到t1 s 小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为负值。综上所述，所以a选项正确。5在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示。已知电容c30 f，回路的长和宽分别为l18 cm，l25 cm，磁感应强度以变化率5102 t/s增大，则()a电容器的上极板带正电，电荷量为2109 cb电容器的上极板带负电，电荷量为6109 cc电容器的上极板带正电，电荷量为6109 cd电容器的上极板带负电，电荷量为8109 c答案c解析由于e510281025102 v2104 v，qce301062104 c6109 c，又由楞次定律可知上极板带正电，c正确。6. 如图所示，用铝板制成“u”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在此框的上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动，悬线拉力为ft。则()a悬线竖直，ftmgb悬线竖直，ftmgcv选择合适的大小，可使ft0d因条件不足，ft与mg的大小关系无法确定答案a解析设上、下两板之间距离为d，当框架向左切割磁感线时，由右手定则可知下板电势比上板高，由动生电动势公式可知ubdv，故在两板间产生从下向上的电场，ebv，假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力qvb，向上的电场力qeqvb，故绳的拉力ftmg，同理，若小球带负电，故可得到同样的结论。72015杭州高二检测三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度b随时间变化的图象如图所示。t0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在04 s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象如图所示(力的方向规定向右为正)()答案b解析01 s，根据楞次定律和左手定则，ab边受力方向向左，大小fb，同理可判断之后3 s时间内ab受力变化规律，可得b项正确。8如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力f作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力f随时间t变化关系的图象是()答案d解析ab切割磁感线产生感应电动势eblv，感应电流为i，安培力f安，所以vf安，vt，金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律ff安ma，即ff安ma，故d项正确。9. 如图所示，l10.5 m，l20.8 m，回路总电阻为r0.2 ，物块m的质量m0.04 kg，导轨光滑，开始时磁场b01 t。现使磁感应强度以0.2 t/s的变化率均匀地增大，试求：当t为多少时，m刚好离开地面？(g取10 m/s2)答案5 s解析回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应电流的方向是ab，由左手定则可知，ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。设ab中电流为i时m刚好离开地面，此时有fbbil1mgiel1l2bb0t解得：fb0.4 n，i0.4 a，b2 t，t5 s。10. 2015北京高二检测如图所示，三角形金属框架mon平面与匀强磁场b垂直，导体ab能紧贴金属框架运动，且始终与导轨on垂直。当导体ab从o点开始匀速向右平动时，速度为v0，试求boc回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。答案ebvt解析导体ab在切割磁感线的运动过程中，在回路中的有效切割长度bc随时间做线性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表达式，故可用公式eblv求解。设导体ab从o点出发时开始计时，则经过时间t后，棒ab匀速运动的距离为s，则有sv0t在boc中，由tan30，有v0ttan30则金属棒ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为：ebv0bvttan30在回路boc中，回路总感应电动势具体由导体bc部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：e总ebvt/3。112015广东高考如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距l0.4 m。导轨右端接有阻值r1 的电阻。导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计。导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为l。从0时刻开始，磁感应强度b的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v1 m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势e；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力f，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。答案(1)e0.04 v(2)f0.04 nit1(a)(1.0 st1.2 s)解析(1)棒进入磁场前，回路中磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有es(0.4)2 v0.04 v(2)棒进入磁场后磁场的磁感应强度大小不变，棒切割磁感线，产生电动势，当棒与bd重合时，产生电动势eblv0.50.41 v0.2 v此时棒受到的安培力最大，则fbl0.04 n棒通过abd区域所用时间t0.2 s在通过的过程中，感应电动势为etb2v(t1.0 s)vt1 (v)电流it1 (a)(1.0 st1.2 s)122014安徽高考如图1所示，匀强磁场的磁感应强度b为0.5 t，其方向垂直于倾角为30的斜面向上。绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨mpn(电阻忽略不计)，mp和np长度均为2.5 m，mn连线水平，长为3 m。以mn中点o为原点、op为x轴建立一维坐标系ox。一根粗细均匀的金属杆cd，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻r为0.3 ，在拉力f的作用下，从mn处以恒定速度v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10 m/s2。(1)求金属杆cd运动过程中产生的感应电动势e及运动到x0.8 m处电势差ucd；(2)推导金属杆cd从mn处运动到p点过程中拉力f与位置坐标x的关系式，并在图2中画出fx关系图象；(3)求金属杆cd从mn处运动到p点的全过程产生的焦耳热。答案(1)1.5 v0.6 v(2)f12.53.75x(0x2)图见解析(3)7.5 j解析(1)金属杆cd在匀速运动中产生的感应电动势eblv(ld)e1.5 v(d点电势高)当x0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外ddop，得l外1.2 m由楞次定律判断d点电势高，故cd两端电