物理人教版選修3-2課時(shí)跟蹤檢測（五）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況

課時(shí)跟蹤檢測（五）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況一、單項(xiàng)選擇題1．下列說法中正確的是()A．動(dòng)生電動(dòng)勢是洛倫茲力對(duì)導(dǎo)體中自由電荷做功而引起的B．因?yàn)槁鍌惼澚?duì)運(yùn)動(dòng)電荷始終不做功，所以動(dòng)生電動(dòng)勢不是由洛倫茲力而產(chǎn)生的C．動(dòng)生電動(dòng)勢的方向可以由右手定則來判定D．導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到的安培力一定與受到的外力大小相等、方向相反解析：選C動(dòng)生電動(dòng)勢是洛倫茲力沿導(dǎo)體方向的分力做功引起的，但洛倫茲力對(duì)自由電荷所做的總功仍為零，A、B錯(cuò)誤；動(dòng)生電動(dòng)勢是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，可由右手定則判定方向，C正確；只有在導(dǎo)體棒切割磁感線且做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，除安培力以外的力的合力才與安培力大小相等方向相反，做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)不成立，故D錯(cuò)誤。2.如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢稱為動(dòng)生電動(dòng)勢B．動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生與洛倫茲力無關(guān)C．動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D．動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢產(chǎn)生的原因是一樣的解析：選A根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢的定義，A項(xiàng)正確；動(dòng)生電動(dòng)勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動(dòng)勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2017·浙江義烏二中檢測)如圖所示，A、B兩閉合圓形線圈用相同導(dǎo)線且均繞成10匝，半徑RA＝2RB，內(nèi)有以B線圈作為理想邊界的勻強(qiáng)磁場，若磁場均勻減小，則A、B環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢EA∶EB與產(chǎn)生的感應(yīng)電流IA∶IB分別是()A．EA∶EB＝1∶1；IA∶IB＝1∶2B．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶2C．EA∶EB＝1∶4；IA∶IB＝2∶1D．EA∶EB＝1∶2；IA∶IB＝1∶4解析：選A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB·S,Δt)，題中n相同，eq\f(ΔB,Δt)相同，有效面積S也相同，則得到A、B環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢EA∶EB＝1∶1，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，L＝n·2πr，ρ、S相同，則電阻之比RA∶RB＝rA∶rB＝2∶1，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(E,R)得，產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比IA∶IB＝1∶2，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。4.如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置(∠aOb＝90°)時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢差為()A.eq\r(2)BRv B.eq\f(\r(2),2)BRvC.eq\f(\r(2),4)BRv D.eq\f(3\r(2),4)BRv解析：選D設(shè)整個(gè)圓環(huán)電阻是R，其外電阻(即磁場外的部分)是圓環(huán)總電阻的3/4，而在磁場內(nèi)切割磁感線的有效長度是eq\r(2)R，相當(dāng)于電源，E＝B·eq\r(2)R·v，根據(jù)歐姆定律可得U＝eq\f(\f(3,4)R,R)E＝eq\f(3\r(2),4)BRv，D正確。5.水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒ab處于粗糙的框架上且與框架接觸良好，從某時(shí)刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，金屬棒ab始終保持靜止，則()A．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力也增大B．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力也不變C．a(chǎn)b中電流不變，ab棒所受摩擦力增大D．a(chǎn)b中電流增大，ab棒所受摩擦力不變解析：選C磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)恒定，故回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流都是恒定的；又ab棒所受的摩擦力等于安培力，即Ff＝F安＝BIL，故當(dāng)B增加時(shí)，摩擦力增大，選項(xiàng)C正確。6．法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。如圖所示，用紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來形成回路。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A．回路中電流的大小變化，方向不變B．回路中電流的大小不變，方向變化C．回路中電流的大小和方向都做周期性變化D．回路中電流的方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表解析：選D圓盤半徑垂直切割磁感線，由E＝eq\f(1,2)Br2ω可得，電動(dòng)勢的大小一定，則電流的大小一定；由右手定則可知，電流方向是從圓盤邊緣流向圓心，電流從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表，選項(xiàng)D正確。7.如圖所示，在一均勻磁場中有一導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場方向與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一段導(dǎo)體桿，它可在abcd上無摩擦地滑動(dòng)，桿ef及導(dǎo)線框的電阻都可不計(jì)。開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則()A．ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速B．ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止C．ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)D．ef將往返運(yùn)動(dòng)解析：選Aef向右運(yùn)動(dòng)，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，ef所受安培力將阻礙其向右運(yùn)動(dòng)，即ef要克服安培力做功而使動(dòng)能減少，故ef是向右做減速運(yùn)動(dòng)，隨速度v的減小，由安培力產(chǎn)生的加速度減小，故不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)。A正確。8.如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)，導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按選項(xiàng)圖中的哪一圖線所示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場作用力()解析：選A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S，又根據(jù)楞次定律可得，當(dāng)導(dǎo)體環(huán)受到向上的磁場力時(shí)，說明穿過線圈的磁通量正在減小，所以導(dǎo)線abcd中的電流正在減小，由I＝eq\f(E,R)＝eq\f(ΔBS,ΔtR)可知，eq\f(ΔB,Δt)正在減小，即B-t圖象上各點(diǎn)切線的斜率隨時(shí)間減小，應(yīng)選A。二、多項(xiàng)選擇題9．某空間出現(xiàn)了如圖所示的磁場，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，在垂直于磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生感生電場，有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化與感生電場的方向關(guān)系描述正確的是()A．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時(shí)針方向B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時(shí)針方向C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí)，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時(shí)針方向D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時(shí)，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時(shí)針方向解析：選AD感生電場中電場線的方向用楞次定律來判定：原磁場向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大，在周圍有閉合導(dǎo)線的情況下，感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)與原磁場方向相反，即感應(yīng)電流的磁場方向向下，再由右手螺旋定則得到感應(yīng)電流的方向即感生電場的方向：從上向下看應(yīng)為順時(shí)針方向；同理可知，原磁場方向向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，感生電場的方向從上向下看應(yīng)為逆時(shí)針方向。所以A、D正確。10.(2017·臺(tái)州中學(xué)高二檢測)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計(jì)過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓板的中心處有一個(gè)線圈，圓板的四周固定著一圈帶電的金屬小球，如圖所示。當(dāng)線圈接通電源后，將產(chǎn)生圖示逆時(shí)針方向的電流，則下列說法正確的是()A．接通電源瞬間，圓板不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B．線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小會(huì)引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．若金屬小球帶負(fù)電，接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相反D．若金屬小球帶正電，接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流流向相反解析：選BD線圈接通電源瞬間，則變化的磁場產(chǎn)生感生電場，從而導(dǎo)致帶電小球受到電場力，使其帶動(dòng)圓板轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；不論線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小都會(huì)引起磁場的變化，從而產(chǎn)生不同方向的電場，使小球受到電場力的方向不同，所以會(huì)向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確；接通電源瞬間，產(chǎn)生順時(shí)針方向的感生電場，若小球帶負(fù)電，圓板轉(zhuǎn)動(dòng)方向與線圈中電流方向相同，故C錯(cuò)誤；同理D正確。三、非選擇題11.可繞固定軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的正方形線框的邊長為L，不計(jì)摩擦和空氣阻力，線框從水平位置由靜止釋放，到達(dá)豎直位置所用的時(shí)間為t，此時(shí)ab邊的速度為v。設(shè)線框始終處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，試求：(1)這個(gè)過程中回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢；(2)到達(dá)豎直位置瞬間回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢。解析：(1)線框從水平位置到達(dá)豎直位置的過程中回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(BL2,t)。(2)線框到達(dá)豎直位置時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢E′＝BLv。答案：(1)eq\f(BL2,t)(2)BLv12．如圖甲所示，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d＝0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化。CF長為2m。在t＝0時(shí)，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整個(gè)過程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒接入回路中的電阻為1Ω，求：(1)通過小燈泡的電流；(2)恒力F的大?。?3)金屬棒的質(zhì)量。解析：(1)金屬棒未進(jìn)入磁場時(shí)，回路總電阻R總＝RL＋Rab＝5Ω回路中感應(yīng)電動(dòng)勢為：E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S＝0.5V小燈泡中的電流強(qiáng)度為：IL＝eq\f(E1,R總)＝0.1A。(2)因小燈泡亮度不變，由題圖乙易知，在t＝4s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場，且做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒中的電流強(qiáng)度：