高中物理 第五節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用同步練習(xí)二 新人教版選修3-2

1、第五節(jié)：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用同步練習(xí)二基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1如圖1所示，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)裝置處在豎直向下的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)突然增大時(shí)，小球?qū)ⅲ?）A沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C在原位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)D仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)答案：A 圖1abB2如圖2所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的一半，磁場(chǎng)垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，則ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（ ）AE/2 BE/3 C2E/3 DE答案：C 圖2Bab3一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空，該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直升飛機(jī)螺

2、旋槳葉片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示，如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則（ ）AE=fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)BE=2fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)CE=fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)DE=2fL2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)答案：AitOitOitOitOABCD4如圖所示，一個(gè)由導(dǎo)體做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動(dòng)，從無場(chǎng)區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)寬度大于矩形線圈的寬度da，然后出來，若取逆時(shí)針方向的電流為正方向，那么在下圖中的哪一個(gè)圖能正確地表示回路中的電

3、流對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系（ ） a b c dB 答案：C 5閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，跟穿過這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比（ ）A磁通量 B磁感應(yīng)強(qiáng)度C磁通量的變化率 D磁通量的變化量答案：C 6如下圖幾種情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)為BLv的是（ ）LLLLLA乙和丁 B甲、乙、丁 C甲、乙、丙、丁 D只有乙答案：B 7如圖6所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行設(shè)整個(gè)電路中總電阻為R（恒定不變），整個(gè)裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列敘述正確的是（ ）Aab桿中的電流與速率v成正比B磁場(chǎng)作用于ab桿的安培力與速率v成正比C電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率v的平方成

4、正比D外力對(duì)ab桿做功的功率與速率v的平方成正比答案：ABCD 圖68、如圖7所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將（ ）A不變 B增加C減少 圖7D以上情況都可能 答案：B 9 如圖80。圖8(1)、若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量為k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流，并在圖上標(biāo)出電流方向；(2)、在上述(1)情況下，始終保持棒靜止，當(dāng)t=t1時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力多大？(3)、若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間變化（寫出B與t的

5、關(guān)系式）？思路解析：(1)若磁場(chǎng)均勻增加，由abed圍成的閉合電路磁通量增加，電路中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，有感應(yīng)電流.由題意：=k，由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=l2=kl2，根據(jù)歐姆定律知感應(yīng)電流為：I=.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁通量的變化，得到感應(yīng)電流的方向?yàn)閍deba，如圖.(2)、在(1)的情況下，當(dāng)t=t1時(shí)，導(dǎo)體棒處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：B=B0+kt1，讓棒靜止不動(dòng)，加在棒上的外力應(yīng)等于安培力，F(xiàn)=F安=BIl=（B0+kt1）.(3)、從t=0時(shí)起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，閉合回路中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)；而導(dǎo)體棒以恒定的速度運(yùn)動(dòng)又產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì).讓感應(yīng)電流等于零，兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)必須時(shí)刻等大反向，

6、由于磁場(chǎng)的變化，要寫出它們的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)非常困難，故不能從這一思路上去解決.讓我們?cè)倩氐椒ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律上去，要使得電路中感應(yīng)電流等于零，只要穿過閉合電路的磁通量不變化即可.列式如下：Bl（l+vt）=B0l2，解得：B=.答案：(1) 方向逆時(shí)針 在棒中b到a (2) （B0+kt1） （3）B=10、如圖9甲所示，abcd為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、具有質(zhì)量的導(dǎo)線框，位于水平面內(nèi)，bc邊上串接有電阻R，導(dǎo)線電阻不計(jì)，虛線表示一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的邊界，它與ab平行，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下.線框在一垂直于ab邊的水平恒力作用下，沿光滑絕緣水平面運(yùn)動(dòng)，直到通過磁場(chǎng)區(qū)域.已知ab邊剛進(jìn)入

7、磁場(chǎng)時(shí)，線框變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，此時(shí)通過電阻R的感應(yīng)電流大小為i0，試在圖乙中的坐標(biāo)系內(nèi)定性畫出：從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中，流過R的電流i的大小隨ab邊坐標(biāo)x的變化曲線.圖9思路解析：當(dāng)x從O到L時(shí),線框的ab邊做切割磁感線運(yùn)動(dòng)且勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流不變，E=BLv，I0=.當(dāng)x從L到2L時(shí)整個(gè)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過線框的磁通量不變化，無感應(yīng)電流;線框只受水平恒力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以在線框ab邊將要離開磁場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度大于剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，此后電動(dòng)勢(shì)大于開始時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，電流ii02L到3L之間時(shí)，做減速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)勢(shì)減小，電流也減小，直到離開磁場(chǎng)，但電流不小于i0

8、.畫出的變化電流如圖所示.答案：如圖所示能力提升：11、一個(gè)質(zhì)量為m=0.5 kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5 m、寬為d=0.1 m、電阻R=0.1 的矩形線框，從h1=5 m的高度由靜止自由下落，如圖10所示.然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，剛進(jìn)入時(shí)由于磁場(chǎng)力的作用，線框剛好做勻速運(yùn)動(dòng)（磁場(chǎng)方向與線框平面垂直）.圖10(1)、求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)、如果線框的下邊通過磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間t=0.15 s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.思路解析：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1=10 m/s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Bdv1，感應(yīng)電流I=，所受的安培力為F=BId=mg，整理得B=0.4 T.(2)、線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)用的時(shí)間t

9、1=0.05 s，所以由題意得：v1(t-t1)+ g(t-t1)2=h2-L代入數(shù)據(jù)解得h2=1.55 m.答案：(1)B=0.4 T (2)h2=1.55 m12、如圖11所示，電阻不計(jì)的長(zhǎng)方形金屬框，寬為a，長(zhǎng)為b，與豎直方向成角，下端彎成鉤狀，鉤住一長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿MN.磁感應(yīng)強(qiáng)度沿水平方向，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，以后不斷增加，且每秒的增加量為k.問經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間后，棒開始離開鉤子？此后棒的運(yùn)動(dòng)情況如何？圖11思路解析：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律列下列方程：E=abcos=kabcos，I=.經(jīng)過時(shí)間t后，棒MN所受的安培力為F=BtIa=（B0+kt），棒MN離開鉤子的條件應(yīng)該是Fmg，代入后解得t.答案：t13、如圖12所示，用相同的絕緣導(dǎo)線圍成兩個(gè)圓環(huán)P、Q，每個(gè)圓環(huán)的半徑均為r，電阻均為R，兩環(huán)均過對(duì)方的圓心，并交疊于A、C兩點(diǎn)，交點(diǎn)彼此絕緣.在兩環(huán)交疊區(qū)域內(nèi)，有垂直于圓環(huán)平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，交疊區(qū)域的圓環(huán)導(dǎo)線恰好在磁場(chǎng)邊緣.當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從零按規(guī)律B=kt均勻增加時(shí)，求：圖12(1)、通過兩環(huán)的感應(yīng)電流的大小和方向；(2)、當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到B0時(shí)，圓環(huán)P受到的磁場(chǎng)力的大小和方向.思路解析：(1)磁場(chǎng)區(qū)域（即兩圓交疊區(qū)域）面積為S=2r2×=