(通用版)2018-2019版高中物理第1章電磁感應與現代生活1.4電磁感應的案例分析練習滬科版選修3-2

1、1.4 電磁感應的案例分析 課時對點練 、選擇題 考點一 電磁感應中的動力學問題 1. 如圖 1 所示，在一勻強磁場中有一 U 形導線框abed，線框處于水平面內，磁場與線框平面 垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可在 ab、ed上無摩擦地滑動.桿ef及 線框中導線的電阻都可不計 .開始時，給ef 一個向右的初速度，則（ ） 圖 1 A. ef將減速向右運動，但不是勻減速 B. ef將勻減速向右運動，最后停止 C. ef將勻速向右運動 D. ef將往返運動 答案 A 解析 ef向右運動，切割磁感線，產生感應電動勢和感應電流，會受到向左的安培力而做減 B2L2V 速運動，直到停止

2、，但不是勻減速，由 F= BIL= = ma知，ef做的是加速度減小的減速 2.4 電磁感應的案例分析 R 運動.故 A 正確.3 2. （多選）用一段橫截面半徑為r、電阻率為p、密度為d的均勻導體材料做成一個半徑為 R（r ? R）的圓環(huán)圓環(huán)豎直向下落入如圖 2 所示的徑向磁場中，圓環(huán)的圓心始終在 N 極的軸線上， 圓環(huán)所在位置的磁感應強度大小均為 B圓環(huán)在加速下滑過程中某一時刻的速度為 v,忽略其 他影響，則（ ） A. 此時在圓環(huán)中產生了 （俯視）順時針方向的感應電流 B. 圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落 C. 此時圓環(huán)的加速度 a=Bd P d 答案 AD 定則可以判斷，圓環(huán)受到的

3、安培力向上，阻礙圓環(huán)的運動，選項 7 D 線，產生的感應電動勢 E= BLv= B-2 n R- v,圓環(huán)的電阻 R電=p n ，則圓環(huán)中的感應 n r 2 E Bn r v 電流I = - ，圓環(huán)所受的安培力 F R p mg- F安 汙B1宀R,圓環(huán)的加速度a= -m-，m= d 2 n R- n r2,貝U a= g-Bd，選項 C 錯誤; p d 當重力等于安培力時圓環(huán)速度達到最大，此時 a= 0,可得vmpBd，選項 D 正確 有一寬度為 d（ d L）的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線框的一邊平行，磁場方向豎直 向下導線框以某一初速度向右運動， t =0 時導線框的右邊恰與磁場的

4、左邊界重合，隨后導 線框進入并通過磁場區(qū)域下列v-t圖像中，正確描述上述過程的是 （ ） D.如果徑向磁場足夠長，則圓環(huán)的最大速度 p dg 解析 由右手定則可以判斷感應電流的方向為 （俯）B 錯誤；圓環(huán)垂直切割磁感 3. 如圖 3 所示，在光滑水平桌面上有一邊長為 L、電阻為R的正方形導線框；在導線框右側 4 X X X X X X X X X X X X X X M XL 5 答案 D 解析 導線框進入磁場的過程中，線框受到向左的安培力作用，根據 BV 得F=帚，隨著V的減小，安培力F減小，導線框做加速度逐漸減小的減速運動 整個導線 框在磁場中運動時，無感應電流，導線框做勻速運動，導線框離

5、開磁場的過程中，根據 B2L2V R-，導線框做加速度逐漸減小的減速運動，所以選項 4. （多選）如圖 4 所示，有兩根和水平方向成 a （ a 90。）角的光滑平行的金屬軌道，上端接 有可變電阻R,下端足夠長，空間有垂直于軌道平面向上的勻強磁場， 磁感應強度為B, 一根 質量為m電阻不計的金屬桿從軌道上由靜止滑下 經過足夠長的時間后, 近于一個最大速度 Vm,則（ ） D. 如果m變小，Vm將變大 E= BLv、I = R F= BIL 金屬桿的速度會趨 A.如果 B增大，Vm將變大 B.如果 C.如果 a變大（仍小于 90 ） , Vm將變大 R變大，Vm將變大 6 答案 BC 解析 金屬

6、桿由靜止開始滑下的過程中，金屬桿就相當于一個電源，與電阻 R構成一個閉合 回其受力情況如圖所示，根據牛頓第二定律得: mgsi BVv a R = ma 7 所以金屬桿由靜止開始做加速度減小的加速運動，當 a= 0 時達到最大速度 Vm,即mgiin a 2 2 BLvm mqfRin a , 丄 =-，可得：Vm= BL ，故由此式知選項 B C 正確. 考點二 電磁感應中的能量問題 5. 如圖 5 所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻 R質量不能忽略的金屬棒 與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁 場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直

7、向上的恒力 F作用下加速上升的一段時間內，力 F做的功與安培力做的功的代數和等于 ( ) 邊長la= 31b,圖示區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增大，不考 慮線圈之間的相互影響，貝U ( ) X H X XXX xll lx x x X X O X X X X 圖 6 A. 兩線圈內產生順時針方向的感應電流 B. a、b線圈中感應電動勢之比為 9：1 C. a、b線圈中感應電流之比為 3 ：4 D. a、b線圈中電功率之比為 3 ：1 答案 B 解析 根據楞次定律可知，兩線圈內均產生逆時針方向的感應電流，選項 A 錯誤；因磁感應 強度隨時間均勻增大，設 = k,根據法拉

8、第電磁感應定律可得 E= n Ar = n l2，則Ea = t t t EbA.棒的機械能增加量 C.棒的重力勢能增加量 答案 A 解析棒加速上升時受到重力、 數和等于棒的機械能的增加量， B.棒的動能增加量 D.電阻R上產生的熱量 拉力F及安培力.根據6.如圖 6 所示，紙面內有 a、b兩個用同樣的導線制成的閉合正方形線圈，匝數均為 10 匝, 8 n A B| 2S n I S 3 2 9 . , EE A t ()=，選項 B 正確；根據 I = = - - : 11 R 4n 14 p nl p S 2 3 綃2 = ，則吐I3,故a、b線圈 4p 中電功率之比為 27： 1，選項

9、D 錯誤. 7. 水平放置的光滑平行導軌上放置一根長為 L、質量為m的導體棒ab, ab處在磁感應強度大 小為B方向如圖 7 所示的勻強磁場中，導軌的一端接一阻值為 R的電阻，導軌及導體棒電 阻不計.現使ab在水平恒力F作用下由靜止沿垂直于磁場的方向運動， 當通過的位移為s時, 法正確的是（ B.合力對ab做的功為Fs C.R上釋放的熱量為 Fs + 1mvm D.R上釋放的熱量為Fs 答案 D R2I2V F安= , F安隨v的變化而變化, R 故導體棒做加速度變化的變速運動， A 錯；對整個過程由動能定理得 Wi= A Ek= 0, B 錯；由 能量守恒定律知，恒力 F做的功等于整個回路產

10、生的電能，電能又轉化為 R上釋放的熱量， 即Q= Fs，C 錯，D 正確. 考點三 電磁感應中的動力學及能量綜合問題 8. （多選）如圖 8 所示，在方向垂直紙面向里，磁感應強度為 B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均 勻導線制成的單匝矩形線框 abcd，線框以恒定的速度 v沿垂直磁場方向向右運動， 運動中線 框de邊始終與磁場右邊界平行，線框邊長 ad= L，cd= 2L.線框導線的總電阻為 R則在線框 4可知，I*|，故a、b線圈中感應電 4 p 流之比為3：選項 C 錯誤；電功率p= |E= nA t ab達到最大速度 Vm.此時撤去外力, 最后ab靜止在導軌上 .在ab運動的整個過程中，下列說 A.撤去外力后， ab做勻減速運動 解析 撤去外力后，導體棒水平方向只受安培力作用，而 圖 7 9 離開磁場的過程中，下列說法中正確的是 （ ） - C x 2i