2017_2018学年高中物理第四章电磁感应4.5电磁感应现象的两类情况课时提升作业（四）新人教版.docx

课时提升作业(四)电磁感应现象的两类情况(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分。多选题已在题号后标出)1.(多选)如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是()A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的【解题指南】感生电动势的产生与感生电场对自由电荷的电场力有关，动生电动势的产生与洛伦兹力有关；若计算此题中的动生电动势，可用E=，也可用E=Blv。【解析】选A、B。根据动生电动势的定义，A项正确。动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，C、D项错误。2.平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，细线拉直但没有张力。开始时匀强磁场的方向如图甲所示，而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中的张力大小随时间变化的情况为选项图中的()【解析】选D。在0到t0时间内，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势恒定，感应电流恒定，但因磁场均匀变弱，故两导体棒上的安培力均匀变小，根据左手定则和平衡知识知，细线上有拉力，大小等于每个棒受到的安培力，当t0时刻磁感应强度为零时，安培力为零。大于t0时刻后，磁场反向变强，两棒间距变小，线上无力。故只有D图正确。【补偿训练】(多选)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放在垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正方向)，MN始终保持静止，则0t2时间内()A.电容器C的电荷量大小始终没变B.电容器C的a板先带正电后带负电C.MN所受安培力的大小始终没变D.MN所受安培力的方向先向右后向左【解析】选A、D。磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，MN所受安培力的方向先向右后向左，选项C错误，D正确。3.(多选)如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且v1=2v2，则在先后两种情况下()A.线圈中的感应电动势之比为E1E2=21B.线圈中的感应电流之比为I1I2=12C.线圈中产生的焦耳热之比Q1Q2=14D.通过线圈某截面的电荷量之比q1q2=11【解析】选A、D。根据E=Blvv以及v1=2v2，可知，选项A正确；因为I=E，所以I1I2=21，选项B错误；线圈中产生的焦耳热Q=I2Rt=t=v，所以Q1Q2=21，选项C错误；根据q=It=t=或者q=It=t=，可见，选项D正确。【补偿训练】(多选)如图所示，阻值为R的金属棒从图示ab位置分别以v1、v2的速度沿光滑导轨 (电阻不计)匀速滑到ab位置，若v1v2=12，则在这两次过程中()A.回路电流I1I2=12B.产生的热量Q1Q2=12C.通过任一截面的电荷量q1q2=12D.外力的功率P1P2=12【解析】选A、B。感应电动势为BLv，感应电流I=，大小与速度成正比，产生的热量Q=I2Rt=v，B、L、L、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比，选项A、B正确；通过任一截面的电荷量q=It=与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为11，选项C错误；金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相等，则外力的功率P=Fv=BILv=，其中B、L、R大小相等，外力的功率与速度的二次方成正比，所以外力的功率之比应为14，选项D错误。4.(2015济南高二检测)在边长为L、电阻为R的正方形导线框内，以对称轴ab为界，左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场。以垂直纸面向外的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示。则在0t0时间内，导线框中()A.无感应电流B.感应电流逐渐变大C.感应电流为顺时针方向，大小为D.感应电流为逆时针方向，大小为【解题指南】根据楞次定律可知感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律，结合电源的串联特征，并依据闭合电路欧姆定律，则可求解。【解析】选C。根据楞次定律可知，左边的导线框的感应电流是顺时针，而右边的导线框的感应电流也是顺时针，则整个导线框的感应电流方向为顺时针，故A错误；由法拉第电磁感应定律知，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知，产生的感应电动势正好是两者之和，即为E=2=；再由闭合电路欧姆定律，可得感应电流大小为I=，故C正确，B、D错误。5.(多选)(2015威海高二检测)如图所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场为B，不计ab与导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好。若ab杆在竖直向上的拉力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是()A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量C.电流所做的功等于重力势能的增加量D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)ab杆匀速上升时，动能不变，重力势能增加，整个回路的内能增加，根据能量守恒进行分析。(2)理清整个过程中各力做功与能量转换的关系，结合能量守恒定律和功能关系求解。【解析】选B、D。根据能量守恒定律知，拉力F做的功等于重力势能的增加量和电阻R上产生的热量之和，故A错误；根据功能关系知，杆ab克服安培力做功等于电阻R上产生的热量，故B正确；安培力的大小与重力的大小不一定相等，则电流做的功与重力做的功大小不一定相等，即电流做功不一定等于重力势能的增加量，故C错误；根据动能定理知，拉力和重力做功等于克服安培力做功的大小，克服安培力做功等于电阻R上的热量，故D正确。【补偿训练】(多选)一质量为m、电阻为r的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v，则金属杆在滑行过程中()A.向上滑行的时间小于向下滑行的时间B.在向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量C.向上滑行时与向下滑行时通过电阻R的电荷量相等D.金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R上产生的热量为m(-v2)【解析】选A、B、C。在金属杆运动的过程中，安培力一直做负功，所以机械能在减少，故速度v小于v0，所以向上滑行的平均速度大于向下滑行的平均速度，而位移相等，根据x=t得：向上滑行的时间小于向下滑行的时间，所以A正确；根据电动势公式E=BLv可知上滑阶段的平均感应电动势E1大于下滑阶段的平均感应电动势E2，根据q=知，上滑阶段和下滑阶段通过回路即通过R的电量相同，再由公式W电=qE，可知上滑阶段电阻R产生的热量比下滑阶段多，所以B、C正确；根据能量守恒知回路产生总的热量为Q=m(-v2)，电阻R上产生的热量QR=Q，故D错误。二、非选择题(15分。需写出规范的解题步骤)6.(2015广东高考)如图甲所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m。导轨右端接有阻值R=1的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图乙所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E。(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式。【解析】(1)棒在进入磁场前，棒没有切割磁感线，但磁场的强弱发生变化，导致磁通量发生变化。abcd的面积S=L2E=n=n由联立得：E=0.04V(2)棒进入磁场中后，做切割磁感线运动，当