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)新人教版选修32

电磁感觉现象的两类状况课后篇稳固提高基础稳固1.以下说法中正确的选项是()感生电场由变化的磁场产生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分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,线圈中不必定产生感觉电流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分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.以下图,空间有一个方向水平的有界磁场地区,一个矩形线框,自磁场上方某一高度着落,而后进入磁场,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行能()变加快着落变减速着落C.匀速着落D.匀加快着落分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,则加快;若<mgF安,则减速;若安,则匀速。因为F安随速度发生变化,线框所受协力是变化的,即线框不行能>mgF=mg做匀变速运动,应选D。答案D4.(多项选择)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分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方向平移出磁场,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

(

)分析设磁感觉强度为,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B源,ab两点间的电势差为路端电压ab,其余三种状况下,ab,应选B。U=BlvU=Blv答案B6.以下图,、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MNPQ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()做匀速运动做匀减速运动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,最后匀速运动分析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,磁感应强度B=0.20T,电阻R=0.08Ω,其余电阻不计。ab的质量为0.02kg。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还能以10m/s的速度匀速运动,水平拉力应变成多少?分析(1)由牛顿第二定律F=ma,得a=m/s2=0.5m/s2,t=s=20s感觉电动势E=BLv=BLat=0.02t,感觉电动势与时间成正比。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)002(3)0.16NE=.t能力提高1.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B。使该线框从静止开始绕过圆心、垂直于半圆面的0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.分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t时间内,转过圆心角Δθωt,由法拉第电磁感觉定律及欧姆定律可得感觉电流I=;当导线1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C.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.0

B.r2qk

C.2πr2qk

D.πr2qk分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D.(多项选择)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(

)小球对玻璃圆环的压力必定不停增大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分析当磁场加强时,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;磁场力一直与小球运动方向垂直,所以一直对小球不做功,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

,所以洛伦兹力不必定总在增大,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也不一定一直增大,故A错,正确选项为C、D。答案CD4.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,而后磁场渐渐增添到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都不变分析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。水流速度到处相同,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,水的电阻率为ρ,B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:该发电装置的电动势;经过电阻R的电流的大小;电阻R耗费的电功率。分析(1)由法拉第电磁感觉定律,有E=Bdv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。分析

(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电路中的电动势为感生电动势,E=222L2-2W灯L的功率P=R=1.28×10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B和B,导轨上有金属框,金属框宽度ab与磁场B、B宽度相同。当匀1212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,,金