粤教版选修32 电磁感应规律的应用 作业.doc

课时分层作业(四)基础达标练(15分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1.如图1512所示，由均匀导线制成的半径为r的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为b的匀强磁场当圆环运动到图示位置(aob90)时，a、b两点的电势差为()【导学号：97752043】图1512abrv bbrvcbrv dbrvd设整个圆环电阻是r，则其外电阻是圆环总电阻的，而在磁场内切割磁感线的有效长度是r，其相当于电源，ebrv，根据欧姆定律可得uebrv，选项d正确2.如图1513所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为r(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，ab由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为()图1513a b cdbava摆到竖直位置时，ab切割磁感线的瞬时感应电动势eb2abav.由闭合电路欧姆定律有uabbav，故选a3.如图1514所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于()图1514a棒的机械能增加量 b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量d电阻r上产生的热量a棒加速上升时受到重力、拉力f及安培力根据功能关系可知，力f与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，a正确4.如图1515所示，设磁感应强度为b，ef长为l，ef的电阻为r，外电阻为r，其余电阻不计当ef在外力作用下向右以速度v匀速运动时，则ef两端的电压为()【导学号：97752044】图1515ablv b c dbef端电压为路端电压，ur，故选b5.如图1516所示，边长为l的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为b当线圈按图示方向以速度v垂直于b运动时，下列判断正确的是()图1516a线圈中无电流，abcdb线圈中无电流，abdcc线圈中有电流，abcdd线圈中有电流，abdcb线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，c、d错误导线两端有电势差，根据右手定则，可知b正确6很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率()a均匀增大b先增大，后减小c逐渐增大，趋于不变d先增大，再减小，最后不变c条形磁铁下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加速运动，且随下落速度增大，其加速度变小当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值选项c正确二、非选择题(本题共1小题，共14分)7.如图1517所示，两根足够长的光滑金属导轨mn、pq间距为l0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02 kg，电阻均为r0.1 ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为b0.2 t，棒ab在平行于导轨向上的拉力f作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好保持静止，g取10 m/s2.求：图1517(1)通过cd棒的电流i是多少，方向如何？(2)棒ab受到的拉力f多大？(3)拉力f做功的功率p是多少？【解析】(1)对cd棒受力分析可得bilmgsin 30代入数据，得i1 a根据右手定则判断，通过cd棒的电流方向由d到c.(2)对ab棒受力分析可得fbilmgsin 30代入数据，得f0.2 n.(3)根据i，pfv得p0.4 w.【答案】(1)1 a由d到c(2)0.2 n(3)0.4 w能力提升练(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1.如图1518所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区，然后出来，若取逆时针方向为电流的正方向，那么图中所示的图象能正确地表示回路中电流与时间的函数关系的是() 【导学号：97752045】图1518abcdc在无场区，无电流，a错；在矩形线圈进入过程中，由eblv和i知，i恒定不变；由右手定则得，电流方向为逆时针，是正方向，d错；线框离开磁场时，电流为负方向，b错，c对2. (多选)如图1519，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()图1519a处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高b所加磁场越强越易使圆盘停止转动c若所加磁场反向，圆盘将加速转动d若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动abd由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项a正确；根据eblv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的电功率越大，消耗机械能越快，则圆盘越容易停止转动，选项b正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力仍阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项c错误；若所加磁场穿过整个圆盘则圆盘中无感应电流，不消耗机械能，圆盘匀速转动，选项d正确3.如图1520所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为b，导轨电阻不计，已知金属杆mn倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)则()图1520a电路中感应电动势的大小为b电路中感应电流的大小为c金属杆所受安培力的大小为d金属杆的热功率为b金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为eblv(l为切割磁感线的有效长度)，选项a错误；电路中感应电流的大小为i，选项b正确；金属杆所受安培力的大小为fbilb，选项c错误；金属杆的热功率为pi2r，选项d错误4粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是() 【导学号：97752046】abcdb本题四种情况中都是一条边在切割磁感线，电动势大小是相同的，a中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之一；b中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之三；c中a、b两点间电势差大小是电动势大小的四分之一；d中a、b两点间电势差大小也是电动势大小的四分之一，因此选b5.如图1521所示，mn和pq是电阻不计的平行金属导轨，其间距为l，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接右端接一个阻值为r的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为b的匀强磁场质量为m、电阻也为r的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间始终垂直且接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中()图1521a流过金属棒的最大电流为b通过金属棒的电荷量为c克服安培力所做的功为mghd金属棒产生的焦耳热为(mghmgd)d金属棒下滑到底端时的速度为v，感应电动势eblv，所以流过金属棒的最大电流为i；通过金属棒的电荷量为q；克服安培力所做的功为wmghmgd；电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒产生的焦耳热为(mghmgd)选项d正确6.如图1522所示，矩形线圈长为l，宽为h，电阻为r，质量为m，线圈在空气中竖直下落一段距离后(空气阻力不计)，进入一宽度也为h、磁感应强度为b的匀强磁场中线圈进入磁场时的动能为ek1，线圈刚穿出磁场时的动能为ek2，从线圈刚进入磁场到线圈刚穿出磁场的过程中产生的热量为q，线圈克服磁场力做的功为w1，重力做的功为w2，则以下关系中正确的是()【导学号：97752047】图1522aqek1ek2 bqw2w1cqw1dw2ek2ek1c线圈进入磁场和离开磁场的过程中，产生的感应电流受到安培力的作用，线圈克服安培力所做的功等于产生的热量，故选项c正确根据功能关系得，线圈减少的机械能等于产生的热量，即qw2ek1ek2，故选项a、b错误根据动能定理得w2w1ek2ek1，故选项d错误二、非选择题(本题共1小题，共14分)7如图1523甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l1 m，上端接有电阻r13 ，下端接有电阻r26 ，虚线oo下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从oo上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示求：甲乙图1523(1)磁感应强度b；(2)杆下落0.2 m过程中通过电阻r2的电荷量q.