【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册：4.5-电磁感应现象的两类情况

5电磁感应现象的两类情况知识点一感生电动势1．在如图L4­5­1所示的四种磁场变化情况中能产生恒定的感生电场的是()图L4­5­12．(多选)下列说法中正确的是()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生感生电场C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定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3．如图L4­5­2所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将()图L4­5­2A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能4．如图L4­5­3所示，水平导轨间距L1＝0.5m，ab杆与导轨左端的距离L2＝0.8m，由导轨与ab杆所构成的回路的总电阻R＝0.2Ω，方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度B0＝1T，重物A的质量M＝0.04kg，用细绳通过定滑轮与ab杆的中点相连，各处的摩擦均可忽略不计．现使磁感应强度以eq\f(ΔB,Δt)＝0.2T/s的变化率均匀地增大，当t为多少时，A刚好离开地面？(g取10m/s2图L4­5­3知识点二动生电动势5．(多选)我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设左侧机翼末端处的电势为φ1，右侧机翼末端处的电势为φ2，则()图L4­5­7A.eq\f(4ωB0,π)B.eq\f(2ωB0,π)C.eq\f(ωB0,π)D.eq\f(ωB0,2π)10．如图L4­5­8所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向的外力F使金属棒ab保持静止，则F()图L4­5­8A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力D．方向向左，且为恒力11．如图L4­5­9所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adcb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B0.(1)若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止．求棒中的感应电流并在图上标出感应电流的方向．(2)在上述(1)情况中，始终保持棒静止，当t＝t1时，需加的垂直于棒的水平拉力为多大？(3)若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？(写出B与t的关系式)图L4­5­95电磁感应现象的两类情况1．C[解析]据麦克斯韦电磁理论，要产生恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，C对．2．AC[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应电流方向相同，可由楞次定律和右手螺旋定则判断，A、C项正确．3．B[解析]当垂直纸面向里的磁场增强时，产生逆时针方向的感生电场，带正电的粒子将受到这个电场对它的作用，动能增加，故B正确．4．5s[解析]根据法拉第电磁感应定律，感生电动势E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)L1L2，回路中的感应电流为I＝eq\f(E,R)，ab杆所受的安培力F安＝BL1I＝(B0＋eq\f(ΔB,Δt)t)L1I，重物刚好离开地面时F安＝Mg联立解得t＝5s.5．AC[解析]在北半球，地磁场有竖直向下的分量，飞机在水平飞行过程中，机翼切割磁感线，产生感应电动势，应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低．伸开右手，让大拇指与其余四指在同一平面内，并且垂直，让磁感线穿过手心，即手心朝上，大拇指指向飞机的飞行方向，其余四指指的方向就是感应电流的方向，由于不是闭合电路，电路中只存在感应电动势，仍然按照有电流来判断，整个切割磁感线的两边机翼就是电源，在电源内部，电流是从低电势处流向高电势处的．因此不管飞机向哪个方向飞行，都是左边机翼末端电势高，即A、C选项正确．6．E＝eq\f(\r(3),3)Bveq\o\al(2,0)t[解析]设ab从O点出发时开始计时，经过时间t后，ab匀速运动的距离为s，则有s＝v0t.在△bOc中，由tan30°＝eq\f(bc,s)，有bc＝v0t·tan30°.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E＝Bv0bc＝Bveq\o\al(2,0)ttan30°＝eq\f(\r(3),3)Bveq\o\al(2,0)t.7．B[解析]根据楞次定律和安培定则可判断电容器上极板带正电；因为磁感应强度是均匀增大的，故感应电动势大小恒定，由法拉第电磁感应定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S，可得E＝eq\f(ΔB,Δt)·l1l2＝5×10－2×5×10－2×8×10－2V＝2×10－4V，即电容器两板间电压U为2×10－4V，所以电容器带电荷量为Q＝CU＝30×10－6×2×10－4C＝6×10－9C，故B正确．8．A[解析]当磁场增强时，由楞次定律知感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在感生电场的作用下沿顺时针方向运动．9．C[解析]设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E1＝eq\f(1,2)B0ωL2.当线框不动而磁感应强度随时间变化时，E2＝eq\f(1,2)πL2eq\f(ΔB,Δt)，由eq\f(E1,R)＝eq\f(E2,R)得eq\f(1,2)B0ωL2＝eq\f(1,2)πL2eq\f(ΔB,Δt)，即eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(ωB0,π)，故C项正确．10．C[解析]由E＝neq\f(ΔB,Δt)·S可知，因磁感应强度均匀减小，故感应电动势E恒定，由F安＝BIL，I＝eq\f(E,R)可知，ab棒所受的安培力随B的减小均匀变小，由外力F＝F安可知，外力F也均匀减小，为变力，由左手定则可判断F安水平方向上的分量向右，所以外力F水平向左，C正确．11．(1)eq\f(kl2,r)在图中标出电流方向为逆时针(图略)(2)(B0＋kt1)eq\f(kl3,r)(3)B＝eq\f(B0l,l＋vt)[解析](1)感应电动势E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝kl2感应电流I＝eq\f(E,r)＝eq