高中物理 4-5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課后強(qiáng)化作業(yè) 新人教版選修3-2

【成才之路】-學(xué)年高中物理4-5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課后強(qiáng)化作業(yè)新人教版選修3-2基礎(chǔ)夯實(shí)1．在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()答案：C2.如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，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)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的答案：AB解析：根據(jù)動生電動勢的定義，A項(xiàng)正確；動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯誤。3.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，在垂直于磁場的方向上會產(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，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時針方向B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時針方向C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時針方向D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時，感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時針方向答案：AD解析：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是：從上向下看應(yīng)為順時針方向；同理可知，原磁場方向向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時，感生電場的方向從上向下看應(yīng)為逆時針方向。所以A、D正確。4.如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于()A．棒的機(jī)械能增加量B．棒的動能增加量C．棒的重力勢能增加量D．電阻R上放出的熱量答案：A解析：棒加速上升時受到重力、拉力F及安培力。根據(jù)功能原理可知力F與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能的增加量，A正確。5.如圖所示，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電的靜止小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場突然增大時，小球?qū)?)A．沿順時針方向運(yùn)動B．沿逆時針方向運(yùn)動C．在原位置附近往復(fù)運(yùn)動D．仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)答案：A解析：當(dāng)磁場增大時，由楞次定律和右手螺旋定則知，感生電場沿逆時針方向，帶負(fù)電的小球在電場力作用下沿順時針方向運(yùn)動。6.如圖所示，足夠長的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個平行導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌間連有定值電阻R，框架平面與水平面之間的夾角為θ，不計(jì)導(dǎo)體框架的電阻。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，重力加速度為g。求：(1)導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；(2)導(dǎo)體棒ab以最大速度下滑時定值電阻消耗的電功率。答案：(1)eq\f(mgRsinθ,B2L2)(2)P＝eq\f(mgsinθ2R,B2L2)解析：(1)mgsinθ＝BIL＝eq\f(B2L2vm,R)得vm＝eq\f(mgRsinθ,B2L2)(2)P＝F·vm＝mgsinθ·vm＝eq\f(mgsinθ2R,B2L2)7．(·壽光現(xiàn)代中學(xué)高二檢測)如圖(甲)所示，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2，導(dǎo)線的電阻r＝1.5Ω，R1＝3.5Ω，R2＝25Ω。穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖(乙)所示規(guī)律變化，則R2消耗的電功率是多大？答案：1W解析：由(乙)圖中可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，那么在(甲)圖的線圈中會產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢。由(乙)圖可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率ΔB/Δt＝2T/s，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得螺線管中感應(yīng)電動勢E＝nΔΦ/Δt＝nSΔB/Δt＝1500×20×10－4×2V＝6V電路中的感應(yīng)電流I＝E/(r＋R1＋R2)＝6/(1.5＋3.5＋25)A＝0.2AR2消耗的電功率P＝I2R2＝0.22×25W＝1W能力提升1．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(qiáng)磁場中運(yùn)動，a從B1區(qū)運(yùn)動到B2區(qū)，已知B2>B1；b開始在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的磁場中做勻速圓周運(yùn)動，然后磁場逐漸增加到B2。則a、b兩粒子的動能將()A．a(chǎn)不變，b增大 B．a(chǎn)不變，b變小C．a(chǎn)、b都變大 D．a(chǎn)、b都不變答案：A解析：a粒子一直在恒定的磁場中運(yùn)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(yùn)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(xiàng)是正確的。2．(·哈爾濱第十二中學(xué)高二質(zhì)檢)粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如下圖所示，則在移出過程中線框的一邊ab兩點(diǎn)間電勢差絕對值最大的是()答案：B解析：上述四個圖中，切割邊所產(chǎn)生的電動勢大小均相等(E)，回路電阻均為4r(每邊電阻為r)，則電路中的電流亦相等，即I＝eq\f(E,4r)，只有B圖中，ab為電源，故Uab＝I·3r＝eq\f(3,4)E。其他情況下，Uab＝I·r＝eq\f(1,4)E，故B選項(xiàng)正確。3.如圖所示，用鋁制成?型框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，使整體在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場的方向向左以速度v勻速運(yùn)動，懸掛拉力為F，則()A．F＝mg B．F>mgC．F<mg D．無法確定答案：A解析：當(dāng)金屬框架向左側(cè)移動時，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝BLv，在上下極板間產(chǎn)生電勢差，進(jìn)而形成向上的勻強(qiáng)電場E0＝eq\f(E,L)＝Bv。若小球帶正電荷q，其電場力向上大小為qE0＝qvB，而洛倫茲力由左手定則可判斷出方向向下，大小為qvB，兩者相互抵消相當(dāng)于只受重力和拉力作用，所以F＝mg，A選項(xiàng)正確。4．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t發(fā)生如圖乙所示變化時，下圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E變化的是()答案：A解析：在第1s內(nèi)，由楞次定律可判定電流為正，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt1)＝eq\f(ΔB1,Δt1)S；在第2s和第3s內(nèi)，磁場B不變化，線圈中無感應(yīng)電流；在第4s和第5s內(nèi)，B減小，由楞次定律可判定，其電流為負(fù)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt2)＝eq\f(ΔB2S,Δt2)，由ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故E1＝2E2，由此可知，A項(xiàng)正確。5．如圖甲所示，截面積為0.2m2的100匝圓形線圈A處在變化的磁場中。磁場方向垂直紙面，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，設(shè)向外為B的正方向。R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μ答案：7.2×10－6C解析：E＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(0.02,1)×0.2V＝0.4V電路中的電流I＝eq\f(E,R1＋R2)＝eq\f(0.4,4＋6)A＝0.04A所以UC＝U2＝IR2＝0.04×6V＝0.24VQ＝CUC＝30×10－6×0.24C＝7.2×10－6由楞次定律和安培定則可知，電容器的上極板帶正電。6．如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示。(取g＝10m/s2)求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)