20192020高中物理第四章電磁感應5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況練習含解析新人教版選修32doc

電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況課后篇穩(wěn)固提高基礎(chǔ)穩(wěn)固1.以下說法中正確的選項是( )感生電場由變化的磁場產(chǎn)生恒定的磁場也能在四周空間產(chǎn)生感生電場C.感生電場的方向也相同能夠用楞次定律和右手定章來判斷D.感生電場的電場線是閉合曲線,其方向必定是沿逆時針方向分析磁場變化時在空間激發(fā)感生電場,其方向與所產(chǎn)生的感覺電流方向相同,只好由楞次定律判斷,A項正確。答案A2.(多項選擇)在空間某處存在一變化的磁場,則以下說法中正確的選項是( )A.在磁場中放一閉合線圈,線圈中必定會產(chǎn)生感覺電流B.在磁場中放一閉合線圈,線圈中不必定產(chǎn)生感覺電流C.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場四周必定不會產(chǎn)生電場D.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場四周必定會產(chǎn)生電場分析依據(jù)感覺電流的產(chǎn)生條件,只有穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化錯誤,B正確;變化的磁場產(chǎn)生感生電場,與能否存在閉合線圈沒關(guān)答案BD

,線圈中才產(chǎn)生感覺電流,C錯誤,D正確。

,A以下圖,空間有一個方向水平的有界磁場地區(qū),一個矩形線框,自磁場上方某一高度著落,然后進入磁場,進入磁場時,導線框平面與磁場方向垂直,則在進入時導線框不行能( )A.變加快著落B.變減速著落C.勻速著落D.勻加快著落分析導線框剛進入磁場時做什么運動,取決于所受安培力與重力的大小關(guān)系。若F安<mg,則加快;若F安>mg,則減速;若F安=mg,則勻速。因為F安隨速度發(fā)生變化,線框所受協(xié)力是變化的,即線框不行能做勻變速運動,應選D。答案D4.(多項選擇)以下圖,閉合金屬導線框擱置在豎直向上的勻強磁場中,磁感覺強度的大小隨時間變化而變化。以下說法中正確的選項是()A.當磁感覺強度增大時,線框中的感覺電流可能減小B.當磁感覺強度增大時,線框中的感覺電流必定增大C.當磁感覺強度減小時,線框中的感覺電流必定增大D.當磁感覺強度減小時,線框中的感覺電流可能不變分析線框中的感覺電動勢為E=S,設(shè)線框的電阻為R,則線框中的電流I=,因為B增大或減小時,可能減小,可能增大,也可能不變。應選項A、D正確。答案AD5.粗細平均的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中,磁場方向垂直于線框平面,其界限與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以相同大小的速度沿四個不一樣方向平移出磁場,以以下圖所示,則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是()分析設(shè)磁感覺強度為B,線框邊長為l,速度為v,則四種狀況的感覺電動勢都是Blv,但B中ab為電源,ab兩點間的電勢差為路端電壓Uab=Blv,其余三種狀況下,Uab=Blv,應選B。答案B以下圖,MN、PQ為圓滑金屬導軌,磁場垂直于導軌平面,C為電容器,導體棒ab垂直跨接在導軌之間,本來ab靜止,C不帶電,現(xiàn)給導體棒ab一初速度v0,則導體棒( )做勻速運動做勻減速運動分析ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感覺電動勢,給電容器充電器兩極板間電壓與ab棒的電動勢相等時,充電電流為零答案D

,同時ab棒在安培力作用下減速,安培力為零,ab棒做勻速運動

,當電容,D正確。7.以下圖,在水平平行擱置的兩根圓滑長直導軌MN與PQ上,放著一根直導線ab,ab與導軌垂直,它在導軌間的長度L=20cm,這部分的電阻r=0.02Ω。導軌處于方向豎直向下的勻強磁場中,磁感覺強度B=0.20T,電阻R=0.08Ω,其余電阻不計。ab的質(zhì)量為0.02kg。翻開開關(guān)S,ab在水平恒力F=0.01N的作用下,由靜止沿導軌滑動,經(jīng)過多長時間速度才能達到10m/s?上述過程中感覺電動勢隨時間變化的表達式是如何的?(3)當ab的速度達到10m/s時,閉合開關(guān)S,為了保持ab還能以10m/s的速度勻速運動,水平拉力應變成多少?分析(1)由牛頓第二定律

F=ma,得a=m/s2=0.5m/s2,t=s=20s感覺電動勢E=BLv=BLat=0.02t,感覺電動勢與時間成正比。導線ab保持以10m/s的速度運動,遇到的安培力F安=BIL==0.16N安培力與拉力F是一對均衡力,故F拉=0.16N。答案(1)20s(2)E=0.02t(3)0.16N能力提高1.以下圖,平均磁場中有一由半圓弧及其直徑組成的導線框,半圓直徑與磁場邊沿重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感覺強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感覺電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示地點,磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中相同大小的電流,磁感覺強度隨時間的變化率的大小應為()A.B.C.D.分析當導線框勻速轉(zhuǎn)動時,設(shè)半徑為r,導線框電阻為R,在很小的t時間內(nèi),轉(zhuǎn)過圓心角Δθ=ωΔt,由法拉第電磁感覺定律及歐姆定律可得感覺電流I1=;當導線框不動,而磁感覺強度發(fā)生變化時,同理可得感覺電流I2=,令I(lǐng)1=I2,可得,C對。答案C2.英國物理學家麥克斯韋以為,磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。以下圖,一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平擱置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B,環(huán)上套一電荷量為+q的小球。已知磁感覺強度B隨時間平均增添,其變化率為k,若小球在環(huán)上運動一周,則感生電場對小球的作使勁所做功的大小是( )C.2πr2qkD.πr2qk分析變化的磁場產(chǎn)生的感生電動勢為E=πr2=kπr2,小球在環(huán)上運動一周感生電場對其所做的功W=qE=qkπr2,D項正確,A、B、C項錯誤。答案D3.(多項選擇)以下圖,內(nèi)壁圓滑、水平擱置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有向來徑略小于圓環(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(俯視),若在此空間忽然加上方向豎直向上、磁感覺強度B隨時間成正比率增添的變化磁場。若運動過程中小球帶的電荷量不變,那么( )A.小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力必定不停增大B.小球所受的磁場力必定不停增大C.小球先沿逆時針方向減速運動,過一段時間后沿順時針方向加快運動D.磁場力對小球向來不做功分析當磁場加強時,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做加快運動,所以C正確;磁場力一直與小球運動方向垂直,所以始終對小球不做功,D正確;小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用:環(huán)的擠壓力FN和磁場的洛倫茲力F,這兩個力的協(xié)力充任小球做圓周運動的向心力,此中F=qvB,磁場在加強,小球速度先減小后增大,所以洛倫茲力不必定總在增大,故B錯;向心力F向=m,其大小隨速度先減小后增大,所以擠壓力FN也不必定一直增大,故A錯,正確選項為C、D。答案CD4.以下圖,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開始在磁感覺強度為B1的磁場中做勻速圓周運動,而后磁場漸漸增添到B2。則a、b兩粒子的動能將()A.a不變,b增大B.a不變,b變小C.a、b都變大D.a、b都不變分析a粒子向來在恒定的磁場中運動,遇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,因為變化的磁場要產(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。答案A5.法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的假想,并進行了實驗研究。實驗裝置的表示圖以下圖,兩塊面積均為S的矩形金屬板,平行、正對、豎直地所有浸在河水中,間距為d。水流速度到處相同,大小為v,方向水平。金屬板與水流方向平行。地磁場磁感覺強度的豎直重量為B,水的電阻率為ρ,水面上方有一阻值為R的電阻經(jīng)過絕緣導線和開關(guān)S連結(jié)到兩金屬板上,忽視邊沿效應,求:該發(fā)電裝置的電動勢;經(jīng)過電阻R的電流的大小;電阻R耗費的電功率。分析(1)由法拉第電磁感覺定律,有E=Bdv兩金屬板間河水的電阻r=ρ由閉合電路歐姆定律,有I=由電功率公式P=I2R,得P=R答案(1)Bdv(2)(3)R6.以下圖,半徑為a的圓形地區(qū)(圖中虛線)內(nèi)有勻強磁場,磁感覺強度為B=0.2T,半徑為b的金屬圓環(huán)與虛線圓齊心、共面的擱置,磁場與環(huán)面垂直,此中a=0.4m接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為2Ω。一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸優(yōu)秀(1)若棒以v0=5m/s的速率沿環(huán)面向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑

、b=0.6m;金屬環(huán)上分別,棒與環(huán)的電阻均不計。OO'的瞬時,MN中的電動勢和流過燈L1的電流。(2)撤去中間的金屬棒MN,將左面的半圓弧OL1O'以MN為軸翻轉(zhuǎn)其變化率為T/s,求燈L2的功率。分析(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO'的瞬時,MN中的電動勢為動生電動勢流經(jīng)L1的電流I==0.4A(2)電路中的電動勢為感生電動勢,E=

90°,若今后B隨時間平均變化,E=B·2a·v=0.8V。

,燈L2的功率P2=2RL2=1.28×10-2W答案(1)0.8V0.4A(2)1.28×10-2W磁懸浮列車的運轉(zhuǎn)原理可簡化為以下圖的模型,在水平面上,兩根平行直導軌間有豎直方向且等距離散布的勻強磁場B1和B2,導軌上有金屬框abcd,金屬框?qū)挾萢b與磁場B1、B2寬度相同。當勻強磁場B1和B2同時以速度v0沿直導軌向右做勻速運動時,金屬框也會沿直導軌運動,設(shè)直導軌間距為L,B1=B2=B,金屬框的