【试题】《电磁感应现象的两类情况》练习1

《电磁感应现象的两类情况》同步练习[2014•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山，电荷量为外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3逐渐增加，贝！|()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。答案：A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，磁感应强度为员直升机螺旋桨叶片的长度为1,螺旋桨转动的频率为力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e远轴端为人如图所示。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，贝！1()E=nft2B,且。点电势低于b点电势E=2nfl2B9且a点电势低于6点电势C.E=nfPB9且〃点电势高于万点电势D.E=2nfPB9且〃点电势高于力点电势解析：螺旋桨是叶片围绕着。点转动，产生的感应电动势为£=8历=；8历力=；引(0/)=1B(27r/)/2=7r/Z2B,由右手定则判断出〜点电势比〃点电势高。答案：A.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()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。答案：c.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/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()解析：由法拉第电磁感应定律，有：E=tr\t=n9在£=0到f=ls,3均匀增大，则普为一恒量，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1=ls到£=3s,区不变化，则感应电动势为零，在f=3s到£=5s,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£=0到£=ls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。答案：A.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C=30pF,回路的长和宽分别为Zi=8cm,/2=5cm,磁感应强度以变化率5X10-2T/s增大,贝！1（）A.电容器的上极板带正电，电荷量为2X10-9CB.电容器的上极板带负电，电荷量为6X10—9CC.电容器的上极板带正电，电荷量为6X10-9CD.电容器的上极板带负电，电荷量为8X10-9c解析:由于6=笑=粤=5X10-2X8X10-2X5X10-2V=2X10"4V,Q=CE=30X10-6X2XIO_4C=6X10-9C,又由楞次定律可知上极板带正电，C正确。答案：c.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。匀速运动，悬线拉力为2T。则（）A.悬线竖直，Fr=mgB.悬线竖直，Fj<mgC.。选择合适的大小，可使Fr=OD.因条件不足，Ft与mg的大小关系无法确定解析：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U=Bdv9故在两板间产生从下向上的电场，£=7=Bv9假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力区区，向上的电场力qE=qpB,故绳的拉力Fr=mg9同理，若小球带负电，故可得到同样的结论。答案：A.[2014•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5随时间变化的图象如图所示。£=0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在0〜4s时间内，线框的打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）（）解析：0〜1s,根据楞次定律和左手定则，口边受力方向向左，大小厂=壮翳，同iXlK理可判断之后3s时间内受力变化规律，可得B项正确。

答案：B.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，金属杆刈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b作用在金属杆M上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆口始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力方安随时间，的变化关系，则图中可以表示外力尸随时间，变化关系的图象是（）Blv解析：。。切割磁感线产生感应电动势感应电流为i=次,安培力?安=y,所以?安，V^t9金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律/一方安=次生即尸=尸安+加凡故D项正确。答案：D.如图所示，Li=0.5m,L2=0.8m,回路总电阻为K=0.2物块M的质量机=0.04ADkg,导轨光滑，开始时磁场为=1T。现使磁感应强度以普=0.2T/s的变化率均匀地增大,试求：当［为多少时，M刚好离开地面？（g取10m/s2）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，中的感应电流的方向是a一九由左手定则可知，ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。设〃力中电流为/时M刚好离开地面，此时有FB=BIL\=mgE-\t-LiLr\t八一AbB=B.+—t解得：Fb=0.4N,Z=0.4A,3=2T,£=5s。.［2014•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3垂直，导体油能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ON垂直。当导体而从O点开始匀速向右平动时，速度为如，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。解析：导体"在切割磁感线的运动过程中，在回路中的有效切割长度儿随时间做线性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表达式，故可用公式E=8勿求解。设导体而从。点出发时开始计时，则经过时间，后，棒协匀速运动的距离为s,则有S=Votbe在△60c在△60c中，tan30°=,有be=oofXtan300则金属棒ab接入回路的be部分切割磁感线产生的感应电动势为：E=Bv（）be=Br8rtan3O°在回路。0c中，回路总感应电动势具体由导体从部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E达=E=小答案：E=^Bvit.如图甲所示，截面积为0.2n?的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间1的变化规律如图乙所示，设向外为5的正方向。Ri=4O,&=60,C=30MF,线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负。解析：£=〃笑S=100X^^X0.2V=0.4VE04电路中的电流/=今।।/A=0.04A所以Uc=t/2=/^2=0.04X6V=0.24VQ=CUc=30X10-6X0.24C=7.2X10-6C由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。答案：7.2X10"C上极板带正电.[2014•安徽高考]如图1所示，匀强磁场的磁感应强度3为0.5T,其方向垂直于倾角。为30。的斜面向上。绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨M/W（电阻忽略不计）,和NP长度均为2.5m,MN连线水平，长为3m。以MN中点。为原点、。尸为x轴建立一维坐标系。心一根粗细均匀的金属杆5,长度d为3m、质量机为1kg、电阻R为0.3O,在拉力方的作用下，从MN处以恒定速度o=lm/s在导轨上沿X轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）。gai0m/s2o（1）求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m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中画出尸一X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。解析：（1）金属杆C0在匀速运动中产生的感应电动势E=Blv（l=d）E=1.5V（。点电势高）外=1OP当x=0.8m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/外，则，外=1OPOP=yJMP2—(^^)2得l外=1.2m由楞次定律判断£>点电势高，故CO两端电势差Ucd=—BI外0"=-0.6VOP—r3(2)杆在导轨间的长度I的位置“关系是，=-^-d=3一去C/Ji/对应的电阻B为R=^R.Blv电流/=RKi杆受的安培力耳安=B〃=7.5—3.75%根据平