電磁感應現(xiàn)象的兩類情況

1、電磁感應現(xiàn)象的兩類情況電磁感應現(xiàn)象的兩類情況隨堂基礎鞏固 1. 某空間出現(xiàn)了如圖4 5 - 9所示的一組閉合電場線，方向從上向下看是順時針的，這可能是A .沿AB方向磁場在迅速減弱 B .沿AB方向磁場在迅速增強 C .沿BA方向磁場在迅速增強 D .沿BA方向磁場在迅速減弱解析：感生電場的方向從上向下看是順時針的，假設在平行感生電場的方向上有閉合回由右手螺旋定則可知，感應電路，則回路中的感應電流方向從上向下看也應該是順時針的，流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，原磁場有兩種可能：原磁場方向向下且沿AB方向減弱，或原磁場方向向上，且沿BA方向增強，所以 A、C有可能。答案：AC2 .如圖4 5

2、 10所示，矩形閉合金屬框abed的平面與勻強磁場垂直，若ab邊受豎直向上的磁場力的作用，則可知線框的運動情況是（A .向左平動進入磁場B.向右平動退出磁場C .沿豎直方向向上平動D .沿豎直方向向下平動解析：由于ab邊受豎直向上的磁場力的作用，根據(jù)左手定則可判斷金屬框中電流方向為abed，根據(jù)楞次定律可判斷穿過金屬框的磁通量在增加，所以選項A正確。答案：A3 .研究表明，地球磁場對鴿子識別方向起著重要作用。鴿子體內的電阻大約為103 Q,當它在地球磁場中展翅飛行時，會切割磁感線，在兩翅之間產(chǎn)生動生電動勢。這樣，鴿子 體內靈敏的感受器即可根據(jù)動生電動勢的大小來判別其飛行方向。若某處地磁場磁感應

3、強 度的豎直分量約為0.5X 104 T。鴿子以20 m/s的速度水平滑翔，則可估算出兩翅之間產(chǎn)生的動生電動勢大約為（）A. 30 mVB.3 mVC. 0.3 mVD.0.03 mV解析：鴿子展翅飛行時兩翅端間距約為0.3 m。由E = Bl v 得 E = 0.3 mV。C 項正確電磁感應現(xiàn)象的兩類情況答案：C4 .如圖4 5 - 11所示，勻強磁場的磁感應強度為0.4 T , R = 100 Q, C= 100卩F, ab長20 cm，當ab以v = 10 m/s的速度向右勻速運動時，電容器哪個極板帶正電？電荷量為多少?b圖 4 5 11解析：由右手定則可知©>©

4、;，即電容器上極板帶正電，下極板帶負電a bE = Bl v = 0.4 X 0.2 X 10 V = 0.8 V ,電容器所帶電荷量Q = CU = CE = 100 X 10 6X 0.8 C = 8 X 10 5 c。答案：上極板8X 10 5 C課時跟蹤訓練（時間30分鐘，滿分60分）一、選擇題（本題共8小題，每小題5分，共40分。每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內）1.如圖1所示，邊長為 L的正方形線圈與勻強磁場垂直，磁感應強度為B。當線圈按圖示方向以速度v垂直B運動時， 下列判斷正確的是=©= © =©圖1A .線圈中無電流，

5、© abcd=©B .線圈中無電流，© a> © bd> © c= ©= © =©C .線圈中有電流，© abcdD.線圈中有電流，© a> © b = © d> © c解析：線圈在運動過程中，穿過線圈的磁通量不變，所以在線圈中不會產(chǎn)生感應電流,C、D錯，但導體兩端有電勢差，根據(jù)右手定則，可知B正確。答案：BX 41（. X«2. 在勻強磁場中，有一接有電容器的回路，如圖2所示，已知電容器電容C二二瞅 鳥x=30 卩 F, I1 =

6、 5 cm , I2 = 8 cm，磁場以 5X 10 2 t/s 的變化率增強，則 （）_-'電磁感應現(xiàn)象的兩類情況-92 X 10 C-96 X 10 C-94 X 10 C-96 X 10 CA .電容器上極板帶正電，帶電荷量為 B .電容器上極板帶正電，帶電荷量為 C .電容器上極板帶負電，帶電荷量為 D .電容器上極板帶負電，帶電荷量為因為磁感應強度是均勻增解析：根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷電容器上極板帶正電; BB大的，故感應電動勢大小恒定，由法拉第電磁感應定律E = t t S,可得 E = t |什2 =U 為 2 X 10 4 V，所5X 10 2X 5X 102X

7、8X 10 2 V =2X 10 4 V，即電容器兩板上所加電壓以電容器帶電荷量為 Q = CU = 30 X 10 - 6X 2 X 10- 4 C = 6 X 10 - 9 C,故B正確答案：B3. 如圖3所示，質量為m、高為h的矩形導線框自某一高度自由落下后，通過一寬度也為h的勻強磁場，線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱（）A.可能等于2mgh圖3B .可能大于2mghC.可能小于2mghD.可能為零解析：根據(jù)能量守恒定律分析：線框進入磁場時，速度大小不同，產(chǎn)生的感應電動勢、電流不同， 因而受到的安培力大小也不同；由左手定則和右手定則知，感應電流方向先逆時針后順時針，但不論下邊還是上邊受安培

8、力，方向總是豎直向上，阻礙線框的運動（因為線框高度與磁場高度相同，上、下邊只有一邊處于磁場中）。（1）若安培力等于重力大小，線框勻速通過磁場，下落 2h高度，重力勢能減少2mgh，產(chǎn)生的焦耳熱為2mgh，故A選項對。（2）若安培力小于重力大小，線框則加速通過磁場，動能增加，因而產(chǎn)生的焦耳熱小于2mgh ,故C選項對。（3）若安培力大于重力大小，線框則減速通過磁場，動能減小，減少的重力勢能和動能都轉化為焦耳熱，故產(chǎn)生的焦耳熱大于2mgh , B選項對，可見，D選項錯誤。答案：ABC4 .如圖4所示，金屬桿 ab以恒定的速率v在光滑平行導軌上向右滑行，設整個電路中總電阻為 R（恒定不變），整個裝置

9、置于垂直紙面向里的勻強磁場中，下列敘述正確的是（ ）電磁感應現(xiàn)象的兩類情況abA . ab桿中的電流與速率v成正比B .磁場作用于 ab桿的安培力與速率v成正比C.電阻R上產(chǎn)生的熱功率與速率v成正比D .外力對ab桿做功的功率與速率v成正比解析：由E = Bl v和I = E得，I Bl v=，所以安培力RRB |2 2 2率P = I 2R =v，外力對ab做功的功率就等于回路產(chǎn)生的熱功率。RB2|2vF = BIl =，電阻上產(chǎn)生的熱功R答案：AB5 .我國處在地球的北半球，飛機在我國上空勻速地巡航，機翼保持水平，飛機高度不變，由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差。設左側機翼末端處的電勢為

10、©，右側機翼i末端處的電勢為©。則2A .若飛機從西向東飛,B .若飛機從東向西飛,C .若飛機從南向北飛,D .若飛機從北向南飛,比©咼 ©1 22比© 1咼 © 亠 比©咼 ©12比©咼 ©21()解析：在北半球，地磁場有豎直向下的分量,飛機在水平飛行過程中，機翼切割磁感線,產(chǎn)生感應電動勢，應用右手定則可以判斷兩邊機翼的電勢高低問題。伸開右手，讓大拇指與其余四指在同一平面內,并且垂直， 讓磁感線穿過手心,即手心朝上， 大拇指指向飛機的飛行方向， 其余四指指的方向就是感應電流的方向,由于不是閉

11、合電路,電路中只存在感應電在電源內部，電流是動勢，仍然按照有電流來判斷，整個切割磁感線的兩邊機翼就是電源,從低電勢處流向高電勢處的。因此不管飛機向哪個方向飛行，都是左邊機翼末端電勢高，即A、C選項正確。答案：AC6 .一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面，規(guī)定向里為正方向，在磁場中有一金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內，如圖5所示?，F(xiàn)令磁感應強度B隨時間變化，先按如圖所示的Oa圖線變化，后來又按照圖線bc、cd變化，令E1、E2、E 3分別表示這三段變化過程中的感應電動勢的大小，I 1、I 2、I 3分別表示對應的感應電流，則（）電磁感應現(xiàn)象的兩類情況圖5A.Ei>E 2,Il沿逆時針方向，I2沿順

12、時針方向B .El <E 2,I 1沿逆時針方向，I 2沿順時針方向C.Ei<E 2,I2沿順時針方向，13沿順時針方向D.E3 = E 2,I 2沿順時針方向，I 3沿逆時針方向解析：be段與cd段磁感應強度的變化率相等，大于aO的磁感應強度變化率。Ei<E 2,由楞次定律及安培定則可以判斷B、C正確。答案：BC7.如圖6所示，用鋁板制成U”形框，將一質量為m的帶電小球用絕緣細線懸掛在此框的上方， 讓整體在垂直于水平方向的勻強磁場中向左以速度v勻速運動， 懸線拉力為F t。( )圖6A .懸線豎直，F(xiàn) t = mgB .懸線豎直，F(xiàn) t <mgC . v選擇合適的大小

13、，可使F t = 0D .因條件不足，F(xiàn) t與mg的大小關系無法確定解析：設上、下兩板之間距離為d，當框架向左切割磁感線時，由右手定則可知下板電勢比上板高，由動生電動勢公式可知U = Bdv，故在兩板間產(chǎn)生從下向上的電場，Bv ,假若小球帶正電，則受到向下的洛倫茲力qv B，向上的電場力qE = q v B，故繩的拉力F t = mg，同理，若小球帶負電，也可得到同樣的結論。答案：A8.如圖7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，棒在豎直向 上的恒力

14、 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(shù)電磁感應現(xiàn)象的兩類情況和等于（）圖7A .棒的機械能增加量B .棒的動能增加量C .棒的重力勢能增加量D .電阻R上放出的熱量解析： 由動能定理有 Wf + W安+ W g = Ek，貝U Wf+ W安= E k W g , W g <0，故 E kWg表示機械能的增加量。故選A答案：A二、非選擇題（本題共2小題，每小題10分，共20分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）9 .如圖8所示，光滑導軌MN、PQ在同一水平面內平行固定放置，其間距d = 1 m ,右端通過導線與阻值R = 10 Q

15、的小燈泡L相連，導軌區(qū)域內有豎直向下磁感應強度B = 1 T的勻強磁場，一金屬棒在恒力F = 0.8 N的作用下勻速通過磁場。）。求:（不考慮導軌和金屬棒的電阻，金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸圖8（1）金屬棒運動速度的大小；（2）小燈泡的功率。解析：（1）由 E = Bdv, I = Er勻速時f = BId得v =FR2 2 = 。8 m/sB d22v2(2)P = I 2R = B= 6.4 W答案：(1)8 m/s (2)6.4 W210 .如圖9甲所示，截面積為0.2 m 2的100匝圓形線圈A處在變化的磁場中。磁場方向垂直紙面，其磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，設向外為B的正方向。R1=4 Q, R2= 6 Q, C = 30卩F,線圈的內阻不計，