高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况练习含解析新人教版选修3-2

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电感现的类况课后篇巩提基础巩固.列说法中正确的()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产感生电场C.感生电场的方向也同样可以用次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向解析磁场变化时在空间激发感生电,其方向与所产生的感应电流方向相,只能由楞次定律判断A项确。答案A.多选在间某处存在一变化的磁场则下列说法中正确的()A.在磁场中放一闭合线,线圈一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线,线圈不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线,在变的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线,在变的磁场周围一定会产生电场解析根据感应电流的产生条件只有穿过闭合线圈的磁通量发生变,线圈中才产生感应电,A错误B正;变化的磁场产生感生电,与是否存在闭合线圈无,C错误D正。答案BD.图所示空有一个方向水平的有磁场区一个矩形线,自磁场上方某一高度下落,然后进入磁场进入磁场时导线框平面与磁场方向垂则在进入时导线框不可()A.变加速下落B.变减速下落C.匀速下落D.匀加速下落解析导线框刚进入磁场时做什么运,取决于所受安培力与重力的大小关系。若,加速若F>mg则减速若则匀速。由于F随度发生变化线框所受合力是变化,线框不可能做匀变速运,应选D。答案D1

00.多选如所,闭合金属导线框放在竖直向上的匀强磁场磁感应强度的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是()A.当磁感应强度增大时,线框中感应电流可能减小B.当磁感应强度增大时,线框中感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中感应电流可能不变解析线框中的感应电动势为E=,设线框的电阻为R,则线框中的电流

,因为B增大减小时可减小可能增,也可能变。故选项、正确答案AD.细均匀的电阻丝围成的正方形线框于有界匀强磁场磁场方向垂直于线框平,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁,如下图所示则在移出过程中线框的一边ab两点间电势差绝对值最大的()解析设磁感应强度为B,线框边长为l,速度为,则四种情况的感应电动势都是Blv但中为源两点间的电势差为路端电U=Blv其他三种情况,=,故选B答案B.图所示、为光滑金属导,磁场垂直于导轨平面,为容导体棒ab垂跨接在导轨之间,原来ab静止C不带,现导体棒一初速度,则导体棒(A.做匀速运动B.做匀减速运动C.做加速度减小的减速运,最静止D.做加速度减小的减速运,最匀速运动解析棒割磁感线,产生感应动给电容器充,同时ab棒在安培力作用下减当电容器两极板间电压与棒的电动势相等时充电电流为,安培力为零,棒匀速运动,D正。答案D2

--.图所示在平平行放置的两根光长直导轨与上放着一根直导线,与导轨垂直它在导轨间的长度20这部分的电阻r=0.02Ω。轨处于方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.T,电阻008Ω,其电阻不计ab的质量为002kg。(1)打开开关S,ab在水平恒力F=01N的作用下,由静止沿导轨,过多长时间速度才能达到10m/s?(2)上述过程中感应电动势随时变化的表达式是怎样?(3)当ab的速度达到10m/s闭合开关S,了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运,水平拉力应变为多少解析(由顿第二定律,a=t=

m/s=0.5,s=20s(2)感应电动势0.02,感应电动势与时间成正比。(3)导线保以10m/s的速运,受到的安培力F=BIL=0.16N安培力与拉力是对平衡力故=016N答案(1)20s(2)002(3)016能力提升.如图所示均匀磁场中有一由半弧及其直径构成的导线,圆直径与磁场边缘重合;磁场方向直于半圆面纸)向里磁应度大小为。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匀转动半,在框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位,磁感应强度小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电,磁感应强度随时间的变化率的大小应为)A.B.C.D.3

解析当导线框匀速转动时设径为r,导线框电阻为,在很小的Δ时内转圆心角ΔθωΔ,由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流I

;当导线框不动,而磁感应强度发生变化时,同理得感应电流I=答案C.

,令I,得,C对英国物理学家麦克斯韦认,磁变化时会在空间激发感生电场。如图所,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直上的匀强磁场,上套一电荷量的球。已知磁感应强度随时间均匀增加,其变化率为k,小球在环上运动一,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是

()A.0B.r

C.2qk

D.qk解析变化的磁场产生的感生电动势为π=kπ小球在环上运动一周感生电场对其所做的功W=qE=qkπ,D项确、、项误。答案D.(多选)如图所,内壁光滑、水放置的玻璃圆环有一直径略小于圆环直径的带正电的小,速率沿逆时方向匀速转(视)若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应度B随时间成正比例增加的变化磁场。若运动过程中小球带的电荷量不那么)A.小球对玻璃圆环的压力一定不增大B.小球所受的磁场力一定不断增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速运动D.磁场力对小球一直不做功解析当磁场增强时,会产生顺时针方向的涡旋电电场力先对小球做负功使其速度减为,后对球做正功使其沿顺时针做加速运所以确磁场力始终与小球运动方向垂,因此始终对小球不做功D正;小球在水平面内沿半径方向受两个力作:的挤压力F和磁场的洛伦兹力F,这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心其中F=qvB磁场在增强小球速度先减小后增,所以伦兹力不一定总在增,故B错向力,其大小随速度先减小后增,因此压力也一始终增大故A错正选项为C。4

答案CD.图所示两比荷相同的都带正电的粒子a和b以同的动能在匀强磁场中运a从B区运动到区已B;开在磁感应强度为磁场中做匀速圆周运,然后磁场逐渐增加到B。则两子的动能()A.不变增C.、变大

B.不变,b变D.都变解析a粒一直在恒定的磁场中,受到的洛伦兹力不做,能不变粒在变化的磁场中运动由变化的磁场要产生感生电,感生电场会对它做正功所以A选项正确的。答案A.拉第曾提出一种利用河流发电的设,并进行了实验研究。实验装置的示意图如图所,两块面积均为S矩形金属,行、正对、竖直地全部浸在河水,距为d。水流速度处处相,大小为v,方向水平。金属板与水方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水电阻率为,水面上方有一阻值为R的电通过绝缘导线和开关S连到两金属板,忽略边缘效应,求(1)该发电装置的电动势;(2)通过电阻的流的大;(3)电阻R耗的电功率。解析(由拉第电磁感应定,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R,得R答案((2)(3)

R5

.图所示半为a的圆形区域图中虚)内有匀强磁,磁感应强度为02半为b的金属圆环与虚线圆同心、共面的放磁场与环面垂直其中a=4、b=6m;金属环上分别接有灯L、L,两灯的电阻均为2Ω。金属棒与属环接触良,棒与环的电阻均不计。(1)若棒以=5m/s的速率沿环面向右匀速滑,求棒滑过圆环直径的瞬间中电动势和流过灯L的流。(2)撤去中间的金属棒,左面的半圆弧OLO'以MN为翻转9°,若此后B随间均匀变化其变化率为T/s,求灯L的率。解析(棒过圆环直径OO'的瞬,中的电动势为动生电动势,E=B20.。流经L的电I==0.4A(2)电路中的电动势为感生电动,灯L的功P

R1.2810

W答案(1)0804A(2)12810W.悬浮列车的运行原理可简化为如图示的模在水平面上两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B和B,轨上有金属框,金属框宽度与磁场、B宽相同。当匀强磁场B和同时以速度v直导轨向右做匀速运动时,金属框会沿直导轨运设直导轨间距为,=B,金属框的电阻为,属框运动