人教版选修32 4.5 电磁感应现象的两类情况 作业 (1).doc

4.5 电磁感应现象的两类情况 作业1下列说法中正确的是()a感生电场由变化的磁场产生b恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场c感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则判定d感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，只能由楞次定律判断，a项正确2在空间某处存在一变化的磁场，则下列说法中正确的是()a在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流b在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流c在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场d在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场解析：根据感应电流的产生条件，只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中才产生感应电流，a错，b对；变化的磁场产生感生电场，与是否存在闭合线圈无关，c错，d对答案：bd3.如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则()an端电势高bm端电势高c若磁场不变，将半圆环绕mn轴旋转180的过程中，n端电势高d若磁场不变，将半圆环绕mn轴旋转180的过程中，m端电势高解析：将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由n指向m，即m端电势高，b正确；若磁场不变，半圆环绕mn轴旋转180的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由n指向m，即m端电势高，d正确答案：bd4.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中()a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大解析：线框下落过程中距离直导线越越远，磁场越越弱，但磁场方向不变，所以磁通量越越小，根据楞次定律可知感应电流的方向不变，a错，b对；线框左边和右边所受安培力总是大小相等，方向相反，但上下两边磁场强弱不同，安培力大小不同，合力不为零，c错；下落过程中机械能越越小，d错答案：b5.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度的大小随时间变化而变化下列说法中正确的是()a当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小b当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大c当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大d当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变解析：线框中的感应电动势为es，设线框的电阻为r，则线框中的电流i ，因为b增大或减小时，可能减小，可能增大，也可能不变线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关故选项a、d正确答案：ad6.如图所示，mn、pq是间距为l的平行金属导轨，置于磁感应强度为b、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，m、p间接有一阻值为r的电阻一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力f的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)()a通过电阻r的电流方向为prmba、b两点间的电压为blvca端电势比b端电势高d外力f做的功等于电阻r上产生的焦耳热解析：由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻r的电流方向为mrp，a错误；金属导线产生的感应电动势为blv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为blv，b错误；金属导线可等效为电，在电内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，c正确；根据能量守恒定律可知，外力f做的功等于电阻r和金属导线产生的焦耳热之和，d错误答案：c7如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，cd间、de间、cf间分别接阻值为r10 的电阻一阻值为r10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为b0.5 t、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是()a导体棒ab中电流的流向为由b到abcd两端的电压为1 vcde两端的电压为1 vdfe两端的电压为1 v解析：由右手定则可判知a选项错；由法拉第电磁感应定律eblv0.514 v2 v，ucde1 v，b正确；由于de、cf间电阻没有电流流过，故ucfude0，所以ufeucd1 v，c错误，d正确答案：bd8.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为mn的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于mn.第一次ab边平行mn进入磁场，线框上产生的热量为q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行mn进入磁场，线框上产生的热量为q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()aq1q2，q1q2bq1q2，q1q2cq1q2，q1q2 dq1q2，q1q2解析：根据法拉第电磁感应定律eblv、欧姆定律i和焦耳定律qi2rt，得线圈进入磁场产生的热量q，因为lablbc，所以q1q2.根据，及qt得q，故q1q2.选项a正确，选项b、c、d错误答案：a9如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过m、n两区的过程中，导体棒所受安培力分别用fm、fn表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()afm向右 bfn向左cfm逐渐增大 dfn逐渐减小解析：根据楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和安培力公式解决问题根据直线电流产生磁场的分布情况知，m区的磁场方向垂直纸面向外，n区的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远，磁感应强度越小当导体棒匀速通过m、n两区时，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，故导体棒在m、n两区运动时，受到的安培力均向左，故选项a错误，选项b正确；导体棒在m区运动时，磁感应强度b变大，根据eblv，i及fbil可知，fm逐渐变大，故选项c正确；导体棒在n区运动时，磁感应强度b变小，根据eblv，i及fbil可知，fn逐渐变小，故选项d正确10.如图所示，pn与qm两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻r1和r2，且r16 ，ab导体的电阻为2 ，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 t现ab以恒定速度v3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与r1、r2消耗的电功率之和相等，求：(1)r2的阻值(2)r1与r2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab杆的水平向右的外力f为多大？解析：(1)内外功率相等，则内外电阻相等，有2 解得r23 (2)eblv113 v3 v总电流i a0.75 a路端电压uir外0.752 v1.5 vp1 w0.375 w p2 w0.75 w(3)fbil10.751 n0.75 n11.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长x1.15 m，两导轨间距l0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值r1.5 的电阻，磁感应强度b0.8 t的匀强磁场垂直轨道平面向上阻值r0.5 ，质量m0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热q10.1 jg取10 m/s2，求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功w安；(2)金属棒下滑速度v2 m/s时的加速度a.解析：(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于r3r，则qr3qr0.3 j得w安qqrqr0.4 j(2)金属棒下滑时受重力和安培力，且有f安bilv由牛顿第二定律得mgsin 30vma故agsin 30vm/s23.2 m/s2.答案：(1)0.4 j(2)3.2 m/s212.如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直已知线圈的匝数n100，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻r2 .磁感应强度b在01 s内从零均匀变化到0.2 t在15 s内从0.2 t均匀变化到0.2 t，取垂直纸面向里为磁场的正方向求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小e和感应电流的方向；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q