20192020学年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象两类情况练习含解析新人教选修32

20192020学年高中物理第四章电磁感觉5电磁感觉现象的两类状况练习含解析新人教版选修3220192020学年高中物理第四章电磁感觉5电磁感觉现象的两类状况练习含解析新人教版选修3220192020学年高中物理第四章电磁感觉5电磁感觉现象的两类状况练习含解析新人教版选修325电磁感觉现象的两类状况课后篇坚固提高基础坚固1.以下说法中正确的选项是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在四周空间产生感生电场C.感生电场的方向也相同能够用楞次定律和右手定章来判断D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向必定是沿逆时针方向解析磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感觉电流方向相同,只好由楞次定律判断,A项正确。答案A2.(多项选择)在空间某处存在一变化的磁场,则以下说法中正确的选项是()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中必定会产生感觉电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不用然产生感觉电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场四周必定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场四周必定会产生电场解析依据感觉电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感觉电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与能否存在闭合线圈没关,C错误,D正确。答案BD3.以以下图,空间有一个方向水平的有界磁场所区,一个矩形线框,自磁场上方某一高度着落,此后进入磁场,进入磁场时,导线框平面与磁场方向垂直,则在进入时导线框不能够能()A.变加快着落B.变减速着落C.匀速着落D.匀加快着落解析导线框刚进入磁场时做什么运动,取决于所受安培力与重力的大小关系。若F安<mg,则加快;若F安>mg,则减速;若F安=mg,则匀速。因为F安随速度发生变化,线框所受协力是变化的,即线框不能够能做匀变速运动,应选D。答案D4.(多项选择)以以下图,闭合金属导线框搁置在竖直向上的匀强磁场中,磁感觉强度的大小随时间变化而变化。以下说法中正确的选项是()A.当磁感觉强度增大时,线框中的感觉电流可能减小B.当磁感觉强度增大时,线框中的感觉电流必定增大C.当磁感觉强度减小时,线框中的感觉电流必定增大D.当磁感觉强度减小时,线框中的感觉电流可能不变解析线框中的感觉电动势为E=S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=,因为B增大或减小时,可能减小,可能增大,也可能不变。应选项A、D正确。答案AD5.粗细平均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,其界限与正方形线框的边平行。现使线框以相同大小的速度沿四个不一样样方向平移出磁场,以以以下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()解析设磁感觉强度为B,线框边长为l,速度为v,则四种状况的感觉电动势都是Blv,但B中ab为电源,ab两点间的电势差为路端电压Uab=Blv,其余三种状况下,Uab=Blv,应选B。答案B6.以以下图,MN、PQ为圆滑金属导轨,磁场垂直于导轨平面,C为电容器,导体棒ab垂直跨接在导轨之间,本来ab静止,C不带电,现给导体棒ab一初速度v0,则导体棒()A.做匀速运动B.做匀减速运动C.做加快度减小的减速运动,最后静止D.做加快度减小的减速运动,最后匀速运动解析ab棒切割磁感线,产生感觉电动势,给电容器充电,同时ab棒在安培力作用下减速,当电容器两极板间电压与ab棒的电动势相等时,充电电流为零,安培力为零,ab棒做匀速运动,D正确。答案D7.以以下图,在水平平行搁置的两根圆滑长直导轨MN与PQ上,放着一根直导线ab,ab与导轨垂直,它在导轨间的长度L=20cm,这部分的电阻r=0.02Ω。导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感觉强度B=0.20T,电阻R=0.08Ω,其余电阻不计。ab的质量为0.02kg。(1)翻开开关S,ab在水平恒力F=0.01N的作用下,由静止沿导轨滑动,经过多长时间速度才能达到10m/s?(2)上述过程中感觉电动势随时间变化的表达式是如何的?(3)当ab的速度达到10m/s时,闭合开关S,为了保持ab还能够以10m/s的速度匀速运动,水平拉力应变成多少?解析(1)由牛顿第二定律F=ma,得a=m/s2=0.5m/s2,t=s=20s(2)感觉电动势E=BLv=BLat=0.02t,感觉电动势与时间成正比。(3)导线ab保持以10m/s的速度运动,遇到的安培力F安=BIL==0.16N安培力与拉力F是一对均衡力,故F拉=0.16N。答案(1)20s(2)E=0.02t(3)0.16N能力提高1.以以下图,平均磁场中有一由半圆弧及其直径组成的导线框,半圆直径与磁场边沿重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感觉强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感觉电流。现使线框保持图中所示地点,磁感觉强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中相同大小的电流,磁感觉强度随时间的变化率的大小应为()A.B.C.D.解析当导线框匀速转动时,设半径为r,导线框电阻为R,在很小的Δt时间内,转过圆心角Δθ=ωΔt,由法拉第电磁感觉定律及欧姆定律可得感觉电流I1=;当导线框不动,而磁感觉强度发生变化时,同理可得感觉电流I2=,令I1=I2,可得,C对。答案C2.英国物理学家麦克斯韦以为,磁场变化时会在空间激发感生电场。以以下图,一个半径为r的绝缘细圆环水平搁置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一电荷量为+q的小球。已知磁感觉强度B随时间平均增添,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作使劲所做功的大小是()A.0B.r2qkC.2πr2qkD.πr2qk解析变化的磁场产生的感生电动势为E=πr2=kπr2,小球在环上运动一周感生电场对其所做的功W=qE=qkπr2,D项正确,A、B、C项错误。答案D3.(多项选择)以以下图,内壁圆滑、水平搁置的玻璃圆环内,有向来径略小于圆环直径的带正电的小球,以速率v0沿逆时针方向匀速转动(俯视),若在此空间忽然加上方向竖直向上、磁感觉强度B随时间成正比率增添的变化磁场。若运动过程中小球带的电荷量不变,那么()A.小球对玻璃圆环的压力必定不停增大B.小球所受的磁场力必定不停增大C.小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加快运动D.磁场力对小球向来不做功解析当磁场加强时,会产生顺时针方向的涡旋电场,电场力先对小球做负功使其速度减为零,后对小球做正功使其沿顺时针做加快运动,所以C正确;磁场力向来与小球运动方向垂直,所以向来对小球不做功,D正确;小球在水平面内沿半径方向受两个力作用:环的挤压力FN和磁场的洛伦兹力F,这两个力的协力充任小球做圆周运动的向心力,此中F=qvB,磁场在加强,小球速度先减小后增大,所以洛伦兹力不用然总在增大,故B错;向心力F向=m,其大小随速度先减小后增大,所以挤压力FN也不用然向来增大,故A错,正确选项为C、D。答案CD4.以以下图,两个比荷相同的都带正电荷的粒子a和b以相同的动能在匀强磁场中运动,a从B1区运动到B2区,已知B2>B1;b开始在磁感觉强度为B1的磁场中做匀速圆周运动,此后磁场渐渐增添到B2。则a、b两粒子的动能将()A.a不变,b增大B.a不变,b变小C.a、b都变大D.a、b都不变解析a粒子向来在恒定的磁场中运动,遇到的洛伦兹力不做功,动能不变;b粒子在变化的磁场中运动,因为变化的磁场要产生感生电场,感生电场会对它做正功,所以,A选项是正确的。答案A5.法拉第曾提出一种利用河流发电的假想,并进行了实验研究。实验装置的表示图以以下图,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地所有浸在河水中,间距为d。水流速度各处相同,大小为v,方向水平。金属板与水流方向平行。地磁场磁感觉强度的竖直重量为B,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R的电阻经过绝缘导线和开关S连结到两金属板上,忽视边沿效应,求:(1)该发电装置的电动势;(2)经过电阻R的电流的大小;(3)电阻R耗费的电功率。解析(1)由法拉第电磁感觉定律,有E=Bdv(2)两金属板间河水的电阻r=ρ由闭合电路欧姆定律,有I=(3)由电功率公式P=I2R,得P=R答案(1)Bdv(2)(3)R6.以以下图,半径为a的圆形地区(图中虚线)内有匀强磁场,磁感觉强度为B=0.2T,半径为b的金属圆环与虚线圆齐心、共面的搁置,磁场与环面垂直,此中a=0.4m、b=0.6m;金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为2Ω。一金属棒MN与金属环接触优秀,棒与环的电阻均不计。(1)若棒以v0=5m/s的速率沿环面向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO'的瞬时,MN中的电动势和流过灯L1的电流。(2)撤去中间的金属棒MN,将左面的半圆弧OL1O'以MN为轴翻转90°,若今后B随时间平均变化,其变化率为T/s,求灯L2的功率。解析(1)棒滑过圆环直径OO'的瞬时,MN中的电动势为动生电动势,E=B·2a·v=0.8V。流经L1的电流I==0.4A(2)电路中的电动势为感生电动势,E=灯L2的功率P2=2RL2=1.28×10-2W答案(1)0.8V0.4A(2)1.28×10-2W7.磁悬浮列车的运转原理可简化为以以下图的模型,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等距离散布的匀强磁场B1和B2,导轨上有金属框abcd,金属框宽度ab与磁场B1、B2宽度相同。当匀强磁场B1和B2同时以速度v0沿直导轨向右做匀速运动时,金属框也会沿直导轨运动,设直导轨间距为L,B1=B2=B,金属