高中物理 第四章 電磁感應(yīng)第五節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況同步檢測試題 新人教版選修3-2

1、【成才之路】高中物理 第四章 電磁感應(yīng)第五節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況同步檢測試題 新人教版選修3-2基礎(chǔ)夯實1某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合的電場線，這可能是()A沿AB方向磁場的迅速減弱B沿AB方向磁場的迅速增強C沿BA方向磁場的迅速增強D沿BA方向磁場的迅速減弱答案：AC解析：假設(shè)存在圓形閉合回路，回路中應(yīng)產(chǎn)生與電場同向的感應(yīng)電流，由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場向下，所以根據(jù)楞次定律，引起感應(yīng)電流的應(yīng)是方向向下的磁場迅速減弱或方向向上的磁場迅速增強，故A、C正確2在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電場的是()答案：C3一直升機停在南半球的地磁極上空該處地磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強

2、度為B.直升機螺旋槳葉片的長度為L，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳順時針方向轉(zhuǎn)動螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用表示每個葉片中的感應(yīng)電動勢，如圖所示則()AfL2B，且a點電勢低于b點電勢B2fL2B，且a點電勢低于b點電勢CfL2B，且a點電勢高于b點電勢D2fL2B，且a點電勢高于b點電勢答案：A解析：對于螺旋槳葉片ab，其切割磁感線的速度是其做圓周運動的線速度，螺旋槳上不同的點線速度不同，但滿足vR，可求其等效切割速度vL/2fL，運用法拉第電磁感應(yīng)定律EBLvfL2B.由右手定則判斷電流的方向為由a指向b，在電源內(nèi)部電流由低電

3、勢流向高電勢，故選項A正確4如圖所示，兩個比荷相同的都帶正電荷的粒子a和b以相同的動能在勻強磁場中運動，a從B1區(qū)運動到B2區(qū)，已知B2>B1；b開始在磁感應(yīng)強度為B1的磁場中做勻速圓周運動，然后磁場逐漸增加到B2.則a、b兩粒子的動能將()Aa不變，b增大Ba不變，b變小Ca、b都變大 Da、b都不變答案：A解析：a粒子一直在恒定的磁場中運動，受到的洛倫茲力不做功，動能不變；b粒子在變化的磁場中運動，由于變化的磁場要產(chǎn)生感生電場，感生電場會對它做正功，所以，A選項是正確的5(2010·綿陽南山中學高二期中)如圖所示，等腰直角三角形OPQ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，它的OP邊

4、在x軸上且長為l，紙面內(nèi)一邊長為l的正方形導(dǎo)線框的一條邊也在x軸上，且線框沿x軸正方向以恒定的速度v穿過磁場區(qū)域，在t0時該線框恰好位于圖中的所示位置現(xiàn)規(guī)定順時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，則在線框穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線是()答案：D解析：根據(jù)EBLv，i和右手定則可判D正確6某空間存在以ab，cd為邊界的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里，區(qū)域?qū)挒長1，現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與ab重合，長度為L2，長邊長度為2L1，某時刻線框以初速度v0沿與ab垂直的方向進入磁場區(qū)域，同時某人對線框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變設(shè)該線框的

5、電阻為R，則從線框開始進入磁場到完全離開磁場的過程中，人對線框作用力做的功等于_答案：2v0L1B2L/R解析：豎直邊在磁場中切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為EBL2v0，回路中電流IE/RBL2v0/R.保持線框勻速運動施加的外力與磁場力相等FIL2BB2Lv0/R，線框兩豎直邊切割磁感線運動的位移相等，均為L1，故人對線圈做的總功WF·2L12v0L1B2L/R.也可利用能量關(guān)系解，人對線框做的功等于線框回路中產(chǎn)生的焦耳熱7如下圖所示，固定在勻強磁場中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距L10.5m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離L20.8m，整個閉合回路的電阻為R0.2，勻強磁場的方向豎直向下穿

6、過整個回路ad桿通過細繩跨過定滑輪接一個質(zhì)量為m0.04kg的物體，不計一切摩擦，現(xiàn)使磁感應(yīng)強度從零開始以0.2T/s的變化率均勻地增大，求經(jīng)過多長時間物體m剛好能離開地面？(g取10m/s2)答案：10s解析：物體剛要離開地面時，其受到的拉力F等于它的重力mg，而拉力F等于棒ad所受的安培力，即mgBIl1其中B·t感應(yīng)電流由變化的磁場產(chǎn)生I··所以由上述三式聯(lián)立可得t·10s能力提升1(2010·江蘇啟東中學高二期中)內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球，以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，若在此空間突然加上方向

7、豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場設(shè)運動過程中小球帶電荷量不變，那么(如圖所示)()A小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力一定不斷增大B小球所受的磁場力一定不斷增大C. 小球先沿逆時針方向減速運動，之后沿順時針方向加速運動D磁場力對小球一直不做功答案：CD解析：變化的磁場將產(chǎn)生感生電場，這種感生電場由于其電場線是閉合的，也稱為渦旋電場，其場強方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法，使用楞次定律判斷當磁場增強時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做負功使其速度減為零，后對小球做正功使其沿順時針方向做加速運動，所以C正確；磁場力始終與小球運動方向垂直，因此始終對小球不做功，D正確；

8、小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用：環(huán)的壓力FN和磁場的洛倫茲力F，這兩個力的合力充當小球做圓周運動的向心力，其中FBqv，磁場在增強，球速先減小，后增大，所以洛倫茲力不一定總在增大；向心力F向m，其大小隨速度先減小后增大，因此壓力FN也不一定始終增大故正確答案為C、D.2如圖所示，一金屬方框abcd從離磁場區(qū)域上方高h處自由落下，然后進入與線框平面垂直的勻強磁場中，在進入磁場的過程中，可能發(fā)生的情況是()A線框做加速運動，加速度a<gB線框做勻速運動C線框做減速運動D線框會跳回原處答案：ABC解析：由楞次定律的另一種表述知：感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對運動當線框下落進入磁場過程

9、中，感應(yīng)電流的磁場將阻礙線框進入磁場，這就說明進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流使線框受到向上的安培力設(shè)線框bc邊長為L，整個線框電阻為R，進入磁場時速度為v，bc邊進入磁場時感應(yīng)電動勢EBLv，線框中的電流I.受到向上的安培力FILB.如果Fmg，線框?qū)蛩龠M入磁場如果F<mg，線框?qū)⒓铀龠M入磁場，但隨著速度的增大，F(xiàn)增大，加速度減小，因此進入磁場的過程就是加速度逐漸減小的加速過程如果F>mg，線框?qū)p速進入磁場，隨著速度的減小，F(xiàn)減小，加速度的值將減小，線框做加速度減小的減速運動由此可見，其進入磁場的運動特點是由其自由下落的高度h決定的(對于確定的線圈)，A、B、C三種情況均有可能但第四

10、種情況D絕不可能，因為線框進入磁場，才會受到向上的安培力，同時受到向上的力是因為有電流，可見已經(jīng)有一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能，機械能不守恒3一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強磁場中，設(shè)向里為磁感應(yīng)強度B的正方向線圈中的箭頭為電流i的正方向，如圖1所示，已知線圈中感應(yīng)電流i隨時間變化的圖象如圖2所示，則磁感應(yīng)強度隨時間而變化的圖象可能是圖3中的()圖3答案：CD解析：因為向里的磁場為正方向，對A開始時是負的逐漸增大，即向外逐漸增大，根據(jù)楞次定律知電流方向是順時針，由法拉第電磁感應(yīng)定律，電動勢是不變的，即電流是恒定值且為正值，而要產(chǎn)生開始時是負的電流，故A錯誤；對B來說開始時是向外并逐漸減小，由楞次定律

11、得電流是逆時針為負，且為恒定值，但01s都是負的恒定值，B錯誤；對于C開始時是向里并逐漸增大，由楞次定律知電流為逆時針為負，并且00.5s時為負，0.51.5s時磁場已由向里開始減小，電流方向變成順時針為正故C正確；對于D開始時向里并逐漸增大產(chǎn)生負方向的電流，0.5s1.5s磁場變成正方向逐漸減小，電流方向變?yōu)轫槙r針，故D正確4把一個矩形線圈從有理想邊界的勻強磁場中勻速拉出(如圖)，第一次速度為v1，第二次速度為v2，且v22v1，則兩情況下拉力的功之比_，拉力的功率之比_，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比_.答案：；.解析：設(shè)線圈的ab邊長為l、bc邊長為l，整個線圈的電阻為R.把ab拉出磁場時，cd

12、邊以速度v勻速運動切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢EBlv，其電流方向從c指向d，線圈中形成的感應(yīng)電流I，cd邊所受的安培力FIlB.為了維持線圈勻速運動，所需外力大小為FF.因此拉出線圈時外力的功WFlv.(即Wv)外力的功率PFvv2.(即Pv2)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱QI2RtR·vW.即Qv.由上面得出的W、P、Q的表達式可知，兩情況拉力的功、功率，線圈中的焦耳熱之比分別為；5如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m、導(dǎo)軌平面與水平面成37°角，下端連接阻值為R的電阻，勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg，電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌

13、垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小(3)在上問中，若R2，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強度的大小與方向(g10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8)答案：(1)4m/s2(2)10m/s(3)0.4T垂直導(dǎo)軌平面向上解析：(1)金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律mgsinmgcosma由式解得a10×(0.60.25×0.8)m/s24m/s2(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安

14、培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mgsinmgcosF0此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率FvP由、兩式解得vm/s10m/s(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長度為l，磁場的磁感應(yīng)強度為BIPI2R由、兩式解得BT0.4T磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上6如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B1的勻強磁場中，一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態(tài)，不計其余電阻和細導(dǎo)線對a、b點的作用力(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運動速度v是多大？答案