20192020學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)5電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩類情況練習(xí)(含解析)新人教版選修32

電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況課后篇穩(wěn)固提高基礎(chǔ)穩(wěn)固1.以下說法中正確的選項是()感生電場由變化的磁場產(chǎn)生恒定的磁場也能在四周空間產(chǎn)生感生電場C.感生電場的方向也相同能夠用楞次定律和右手定章來判斷D.感生電場的電場線是閉合曲線,其方向必定是沿逆時針方向分析磁場變化時在空間激發(fā)感生電場,其方向與所產(chǎn)生的感覺電流方向相同,只好由楞次定律判斷,A項正確。答案A2.(多項選擇)在空間某處存在一變化的磁場,則以下說法中正確的選項是()A.在磁場中放一閉合線圈,線圈中必定會產(chǎn)生感覺電流B.在磁場中放一閉合線圈,線圈中不必定產(chǎn)生感覺電流C.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場四周必定不會產(chǎn)生電場D.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場四周必定會產(chǎn)生電場分析依據(jù)感覺電流的產(chǎn)生條件,只有穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中才產(chǎn)生感覺電流,A錯誤,B正確;變化的磁場產(chǎn)生感生電場,與能否存在閉合線圈沒關(guān),C錯誤,D正確。答案BD3.以下圖,空間有一個方向水平的有界磁場地區(qū),一個矩形線框,自磁場上方某一高度著落,而后進入磁場,進入磁場時,導(dǎo)線框平面與磁場方向垂直,則在進入時導(dǎo)線框不行能()變加快著落變減速著落C.勻速著落D.勻加快著落分析導(dǎo)線框剛進入磁場時做什么運動,取決于所受安培力與重力的大小關(guān)系。若F安,則加快;若<mgF安,則減速;若安,則勻速。因為F安隨速度發(fā)生變化,線框所受協(xié)力是變化的,即線框不行能>mgF=mg做勻變速運動,應(yīng)選D。答案D4.(多項選擇)以下圖,閉合金屬導(dǎo)線框擱置在豎直向上的勻強磁場中,磁感覺強度的大小隨時間變化而變化。以下說法中正確的選項是()A.當磁感覺強度增大時,線框中的感覺電流可能減小B.當磁感覺強度增大時,線框中的感覺電流必定增大C.當磁感覺強度減小時,線框中的感覺電流必定增大D.當磁感覺強度減小時,線框中的感覺電流可能不變分析線框中的感覺電動勢為E=S,設(shè)線框的電阻為R,則線框中的電流I=,因為B增大或減小時,

可能減小

,可能增大

,也可能不變。應(yīng)選項

A、D正確。答案

AD5.粗細平均的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中,磁場方向垂直于線框平面,其界限與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以相同大小的速度沿四個不一樣方向平移出磁場,以以下圖所示,則在移出過程中線框的一邊

a、b兩點間電勢差絕對值最大的是

(

)分析設(shè)磁感覺強度為,線框邊長為l,速度為v,則四種狀況的感覺電動勢都是Blv,但B中ab為電B源,ab兩點間的電勢差為路端電壓ab,其余三種狀況下,ab,應(yīng)選B。U=BlvU=Blv答案B6.以下圖,、為圓滑金屬導(dǎo)軌,磁場垂直于導(dǎo)軌平面,C為電容器,導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌MNPQ之間,本來ab靜止,C不帶電,現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一初速度v0,則導(dǎo)體棒()做勻速運動做勻減速運動C.做加快度減小的減速運動,最后靜止D.做加快度減小的減速運動,最后勻速運動分析ab棒切割磁感線,產(chǎn)生感覺電動勢,給電容器充電,同時ab棒在安培力作用下減速,當電容器兩極板間電壓與ab棒的電動勢相等時,充電電流為零,安培力為零,ab棒做勻速運動,D正確。答案D7.以下圖,在水平平行擱置的兩根圓滑長直導(dǎo)軌MN與PQ上,放著一根直導(dǎo)線ab,ab與導(dǎo)軌垂直,它在導(dǎo)軌間的長度L=20cm,這部分的電阻r=0.02Ω。導(dǎo)軌處于方向豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.20T,電阻R=0.08Ω,其余電阻不計。ab的質(zhì)量為0.02kg。翻開開關(guān)S,ab在水平恒力F=0.01N的作用下,由靜止沿導(dǎo)軌滑動,經(jīng)過多長時間速度才能達到10m/s?(2)上述過程中感覺電動勢隨時間變化的表達式是如何的?(3)當ab的速度達到10m/s時,閉合開關(guān)S,為了保持ab還能以10m/s的速度勻速運動,水平拉力應(yīng)變成多少?分析(1)由牛頓第二定律F=ma,得a=m/s2=0.5m/s2,t=s=20s感覺電動勢E=BLv=BLat=0.02t,感覺電動勢與時間成正比。導(dǎo)線ab保持以10m/s的速度運動,遇到的安培力F安=BIL==0.16N安培力與拉力F是一對均衡力,故F拉=0.16N。答案(1)20s(2)002(3)0.16NE=.t能力提高1.以下圖,平均磁場中有一由半圓弧及其直徑組成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊沿重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感覺強度大小為B。使該線框從靜止開始繞過圓心、垂直于半圓面的0軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感覺電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示地點,磁感覺強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中相同大小的電流,磁感覺強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為()A.B.C.D.分析當導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時,設(shè)半徑為r,導(dǎo)線框電阻為R,在很小的t時間內(nèi),轉(zhuǎn)過圓心角Δθωt,由法拉第電磁感覺定律及歐姆定律可得感覺電流I=;當導(dǎo)線1框不動,而磁感覺強度發(fā)生變化時,同理可得感覺電流I2=,令I(lǐng)1=I2,可得,C對。答案C.英國物理學(xué)家麥克斯韋以為

,磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。以下圖

,一個半徑為

r

的絕緣細圓環(huán)水平擱置

,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場

B,環(huán)上套一電荷量為

+q的小球。已知磁感覺強度

B隨時間平均增添

,其變化率為

k,若小球在環(huán)上運動一周

,則感生電場對小球的作使勁所做功的大小是

(

)A.0

B.r2qk

C.2πr2qk

D.πr2qk分析變化的磁場產(chǎn)生的感生電動勢為E=πr2=kπr2,小球在環(huán)上運動一周感生電場對其所做的功W=qE=qkπr2,D項正確,A、B、C項錯誤。答案D.(多項選擇)以下圖

,內(nèi)壁圓滑、水平擱置的玻璃圓環(huán)內(nèi)

,有向來徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球

,以速率

v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動

(俯視),

若在此空間忽然加上方向豎直向上、磁感覺強度

B隨時間成正比率增添的變化磁場。若運動過程中小球帶的電荷量不變

,那么(

)小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力必定不停增大小球所受的磁場力必定不停增大C.小球先沿逆時針方向減速運動,過一段時間后沿順時針方向加快運動D.磁場力對小球向來不做功分析當磁場加強時,會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場,電場力先對小球做負功使其速度減為零,后對小球做正功使其沿順時針做加快運動,所以C正確;磁場力一直與小球運動方向垂直,所以一直對小球不做功,D正確;小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用:環(huán)的擠壓力FN和磁場的洛倫茲力F,這兩個力的協(xié)力充任小球做圓周運動的向心力

,此中

F=qvB,磁場在加強

,小球速度先減小后增大

,所以洛倫茲力不必定總在增大,故B錯;向心力F向=m,其大小隨速度先減小后增大,所以擠壓力FN也不一定一直增大,故A錯,正確選項為C、D。答案CD4.以下圖,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磁場中運動,a從B1區(qū)運動到B2區(qū),已知B2>B1;b開始在磁感覺強度為B1的磁場中做勻速圓周運動,而后磁場漸漸增添到B2。則a、b兩粒子的動能將()A.a不變,b增大B.a不變,b變小C.a、b都變大D.a、b都不變分析a粒子向來在恒定的磁場中運動,遇到的洛倫茲力不做功,動能不變;b粒子在變化的磁場中運動,因為變化的磁場要產(chǎn)生感生電場,感生電場會對它做正功,所以,A選項是正確的。答案A5.法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的假想,并進行了實驗研究。實驗裝置的表示圖以下圖,兩塊面積均為S的矩形金屬板,平行、正對、豎直地所有浸在河水中,間距為d。水流速度到處相同,大小為v,方向水平。金屬板與水流方向平行。地磁場磁感覺強度的豎直重量為,水的電阻率為ρ,B水面上方有一阻值為R的電阻經(jīng)過絕緣導(dǎo)線和開關(guān)S連結(jié)到兩金屬板上,忽視邊沿效應(yīng),求:該發(fā)電裝置的電動勢;經(jīng)過電阻R的電流的大小;電阻R耗費的電功率。分析(1)由法拉第電磁感覺定律,有E=Bdv兩金屬板間河水的電阻r=ρ由閉合電路歐姆定律,有I=(3)由電功率公式P=I2R,得P=R答案(1)Bdv(2)(3)R6.以下圖,半徑為a的圓形地區(qū)(圖中虛線)內(nèi)有勻強磁場,磁感覺強度為B=0.2T,半徑為b的金屬圓環(huán)與虛線圓齊心、共面的擱置,磁場與環(huán)面垂直,此中a=0.4m、b=0.6m;金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為2Ω。一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸優(yōu)秀,棒與環(huán)的電阻均不計。(1)若棒以v0=5m/s的速率沿環(huán)面向右勻速滑動,求棒滑過圓環(huán)直徑OO'的瞬時,MN中的電動勢和流過燈L1的電流。(2)撤去中間的金屬棒MN,將左面的半圓弧OL1O'以MN為軸翻轉(zhuǎn)90°,若今后B隨時間平均變化,其變化率為

T/s,

求燈

L2的功率。分析

(1)棒滑過圓環(huán)直徑

OO'的瞬時

,MN中的電動勢為動生電動勢

,E=B·2a·v=0.

8V。流經(jīng)L1的電流I==0.4A電路中的電動勢為感生電動勢,E=222L2-2W燈L的功率P=R=1.28×10答案(1)0.8V0.4A(2)1.28×10-2W7.磁懸浮列車的運轉(zhuǎn)原理可簡化為以下圖的模型,在水平面上,兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離散布的勻強磁場B和B,導(dǎo)軌上有金屬框,金屬框?qū)挾萢b與磁場B、B寬度相同。當勻1212強磁場B1和B2同時以速度v0沿直導(dǎo)軌向右做勻速運動時,金屬框也會沿直導(dǎo)軌運動,設(shè)直導(dǎo)軌間距為,,金