高二物理选修3-2电磁感应现象的两类情况达标检测试题（附答案和解释）

精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 1 / 11高二物理选修 3-2 电磁感应现象的两类情况达标检测试题（附答案和解释）5电磁感应现象的两类情况(时间：60 分钟)知识点一两种感应电动势的产生1.某空间出现了如图 4-5-16 所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是()图 4-5-16A沿 AB 方向磁场在迅速减弱B沿 AB 方向磁场在迅速增强c沿 BA 方向磁场在迅速增强D沿 BA 方向磁场在迅速减弱解析感生电场俯视顺时针，假设平行感应电场方向有闭合回路，则回路中的感应电流也是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应磁场向下，由楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿 AB 方向减弱，或原磁场方向向上且沿 BA 方向增强，所以选项 A、c 正确答案Ac2.如图 4-5-17 所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 2 / 11有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率 v0 沿逆时针方向匀速转动(俯视)，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 B 随时间成正比例增加的变化磁场设运动过程中小球带电荷量不变，那么()图 4-5-17A小球对玻璃圆环的压力一定不断增大B小球所受的磁场力一定不断增大c小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球一直不做功解析当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针做加速运动，所以 c 正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D 正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的挤压力 FN 和磁场的洛伦兹力 F，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中 FqvB，磁场在增强，球速先减小后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大，故 B 错；向心力 F 向mv2r，其大小随速度先减小后增大，因此挤压力 FN 也不一定始终增大，故 A 错，正确答案为 c、D.答案cD精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 3 / 113.图 4518如图 4518 所示，导体 AB 在做切割感线运动时，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有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析根据动生电动势的定义，A 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 项错误答案AB4.图 4519如图 4519 所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将()A不变B增大精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 4 / 11c减少D以上情况都有可能解析当垂直纸面向里的磁场增强时，产生逆时针的涡旋电场，带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用，而使动能增加，故 B 正确答案B5(2012新课标卷)如图 4520 所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 o、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 Bt 的大小应为()图 4520A.4B0B.2B0c.B0D.B02解析设圆的半径为 L，电阻为 R，当线框以角速度 匀速转动时产生的感应电动势 E112B0L2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时 E212L2Bt，由 E1RE2R精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 5 / 11得 12B0L212L2Bt，即 BtB0，故 c 项正确答案c知识点二电磁感应中的能量转化与守恒6.图 4521光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 4521 所示，抛物线的方程为 yx2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 ya 的直线(图中的虚线所示)，一个质量为 m 的小金属块从抛物线 yb(ba)处以速度 v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()AmgbB.12mv2cmg(ba)Dmg(ba)12mv2解析金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生电流，进而产生焦耳热，最后，金属块在高为 a 的曲面上做往复运动，减少的机械能为mg(ba)12mv2，由能量转化和守恒定律可知，减少的机械能全部转化成焦耳热，即 D 选项正确答案D7.精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 6 / 11图 4522如图 4522 所示，将匀强磁场中的线圈(正方形，边长为 L)以不同的速度 v1 和 v2 匀速拉出磁场，线圈电阻为R，那么两次拉出过程中，外力做功之比 W1W2_.外力做功功率之比 P1P2_.解析线圈匀速拉出磁场，故其动能未变化，线圈中由于电磁感应产生电流，即有电能产生，且电能全部转化为内能，故外力做多少功就有多少内能产生WQI2RLvB2L3vRv故 W1W2v1v2同理：由 PWtB2L2v2Rv2，可得 P1P2v21v22答案v1v2v21v228.图 4523如图 4523 所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的光滑半圆形导体框架，oc 为一能绕 o 在框架上滑动的导体棒，oc 之间连一个电阻 R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使 oc 能以角速度 匀速转动，则外力做功的功率是()A.B22r4RB.B22r42R精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 7 / 11c.B22r44RD.B22r48R解析匀速转动，外力做功的功率与安培力的功率相同，克服安培力做的功转化为系统的内能，即外力做功的功率与发热功率相同转动 oc 切割磁感线产生的电动势大小为E12Br2，外力的功率为 PE2RB22r44R，c 项正确答案c9.图 4524如图 4524 所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为 B.正方形金属框 abcd 可绕光滑轴 oo转动，边长为 L，总电阻为 R，ab 边质量为 m，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间 t 到达竖直位置，产生热量为 Q，若重力加速度为 g，则 ab 边在最低位置所受安培力大小等于()A.B2L22gLRBBLQRtc.B2L2RtD.B2L2R2m解析由能量守恒得：mgLQ12mv2FBILIBlvR由得：FB2L2R2m，故选精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 8 / 11项 D 正确答案D知识点三电磁感应与力学综合10如图 4525 甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架 cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab 与金属框架接触良好在两根导轨的端点 d、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计现用一水平向右的外力 F 作用在金属杆 ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆 ab 始终垂直于框架图 4525 乙为一段时间内金属杆受到的安培力 F 安随时间 t 的变化关系，则图中可以表示外力 F 随时间 t 变化关系的图象是()图 4525解析ab 切割磁感线产生感应电动势 EBlv，感应电流为IBlvR，安培力 F 安B2l2vR，所以 vF 安，vt，金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律 FF 安ma，即FF 安ma，故 D 项正确答案D11如图 4526 所示，两根足够长光滑平行金属导轨PP、QQ倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板 m、N 相连，板间距离足够大，精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 9 / 11板间有一带电微粒，金属棒 ab 水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好现同时由静止释放带电微粒和金属棒 ab，则()图 4526A金属棒 ab 最终可能匀速下滑B金属棒 ab 一直加速下滑c金属棒 ab 下滑过程中 m 板电势高于 N 板电势D带电微粒不可能先向 N 板运动后向 m 板运动解析金属棒沿光滑导轨加速下滑，棒中有感应电动势而对电容器充电，充电电流通过金属棒时受安培力作用，只有金属棒速度增大时才有充电电流，因此总有mgsinBIl0，金属棒将一直加速，A 错 B 对；由右手定则可知，金属棒 a 端(即 m 板)电势高，c 项正确；若微粒带负电，则静电力向上与重力反向，开始时静电力为 0，微粒向下加速，当静电力增大到大于重力时，微粒的加速度向上，可以向下减速到零后再向上运动，D 项错答案Bc12.精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 10 / 11图 4527如图 4527 所示，正方形闭合线圈边长为 0.2m，质量为0.1kg，电阻为 0.1，在倾角为 30的斜面上的砝码质量为 0.4kg，匀强磁场磁感应强度为 0.5T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动(g 取 10m/s2)(1)求线圈匀速上升的速度；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？解析(1)设绳子的拉力为 F，对砝码：Fm1gsin302N对线框：Fm2gF 安，F 安B2l2vR代入数据得：v10m/s(2)WFl20.2j0.4j.(3)由能量转化守恒定律得：QWm2gl0.4j0.1100.2j0.2j.答案(1)10m/s(2)0.4j(3)0.2j13水平面上两根足够长的金属导线平行固定放置，间距为 L，一端通过导线与阻值为 R 的电阻连接，导轨上放一质量为 m 的金属棒(如图 4528 甲所示)，金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文 -全程指导写作 独家原创 11 / 11拉力 F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动的速度 v 也会变化，v 与 F的关系如图 4528 乙所示(取重力加速