电磁感应现象的两类情况(新、选)

1、电磁感应现象的两类情况随堂基础巩固图 4 5 91某空间出现了如图 4 5-9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（）A .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：感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知， 感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，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 A、C有可能。答案：AC、:X X X X ；2.如

2、图4 5 10所示，矩形闭合金属框abed的平面与匀强磁场垂 匚牛 订直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是 （）打： 一A .向左平动进入磁场图4 5 10B .向右平动退出磁场C 沿竖直方向向上平动D 沿竖直方向向下平动解析：由于ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手定则可判断金属框中电流方向为abed，根据楞次定律可判断穿过金属框的磁通量在增加，所以选项A正确。答案：A3研究表明，地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用。鸽子体内的电阻大约为103 Q,当它在地球磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，在两翅之间产生动生电动势。这样，鸽子 体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大

3、小来判别其飞行方向。若某处地磁场磁感应强 度的竖直分量约为 0.5X 104 T。鸽子以20 m/s的速度水平滑翔，则可估算出两翅之间产生 的动生电动势大约为（）A . 30 mVB. 3 mVC. 0.3 mVD . 0.03 mV解析：鸽子展翅飞行时两翅端间距约为0.3 m。由E = Bl v 得 E = 0.3 mV。C 项正确。答案：C4. 如图4 5- 11所示，匀强磁场的磁感应强度为0.4 T , R= 100 Q C = 100 叮ab长20 cm ,当ab以v = 10 m/s的速度向右匀速运动时，电容器哪个极板带正电？电荷量为多少?图 4 5 11解析：由右手定则可知 亦 啟

4、，即电容器上极板带正电，下极板带负电。E = Bl v = 0.4 X 0.2 X 10 V = 0.8 V,电容器所带电荷量q= CU = CE = 100X 106X 0.8 C = 8X 105 C。答案：上极板 8X 105 C课时跟踪训练（时间30分钟，满分60分）一、选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正 确选项前的字母填在题后的括号内）1如图1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B运动时，下列判断正确的是（ ）A .线圈中无电流，由=啟=g=如图1B .线圈中无电流，拓 b=如gC .线圈中有电

5、流， 加=如=也=如D .线圈中有电流， 加 b=也g解析：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，但导体两端有电势差，根据右手定则，可知B正确。答案：B2在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如图2所示，已知电容器电容 C _ KI=30订h= 5 cm , 12= 8 cm，磁场以5X 10 2 T/s的变化率增强，则（）: x *A .电容器上极板带正电，带电荷量为2 X 10 9 C图2B .电容器上极板带正电，带电荷量为6 X 10 9 CC 电容器上极板带负电，带电荷量为4 X 109 CD .电容器上极板带负电，带电荷量为6 X 10 9 C

6、解析：根据楞次定律和安培定则可判断电容器上极板带正电；因为磁感应强度是均匀增大的，故感应电动势大小恒定，由法拉第电磁感应定律E =里=些s可得E =些战=AtAt J得匚At h 25X 10-2X 5X 10-2X 8X 10-2 v = 2X 10-4 V,即电容器两板上所加电压 U为2 X 10-4 V,所以电容器带电荷量为 Q = CU = 30X 10-6X 2X 10-4 C = 6X 10-9 C,故B正确。答案：B图33如图3所示，质量为 m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后， 通过一宽度也为h的匀强磁场，线框通过磁场过程中产生的焦耳热（）A .可能等于2mghB .可能

7、大于2mghC .可能小于2mghD .可能为零解析：根据能量守恒定律分析：线框进入磁场时，速度大小不同，产生的感应电动势、电流不同，因而受到的安培力大小也不同；由左手定则和右手定则知，感应电流方向先逆时针后顺时针，但不论下边还是上边受安培力，方向总是竖直向上，阻碍线框的运动（因为线框高度与磁场高度相同，上、下边只有一边处于磁场中）。（1）若安培力等于重力大小，线框匀速通过磁场，下落 2h高度，重力势能减少 2mgh，产生的焦耳热为 2mgh，故A选项对。 （2）若安培力小于重力大小，线框则加速通过磁场，动能增加，因而产生的焦耳热小于 2mgh , 故C选项对。（3）若安培力大于重力大小，线框

8、则减速通过磁场，动能减小，减少的重力势能和动能都转化为焦耳热，故产生的焦耳热大于2mgh , B选项对，可见，D选项错误。答案：ABC4如图4所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路 中总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )A ab杆中的电流与速率 v成正比B .磁场作用于ab杆的安培力与速率 v成正比C .电阻R上产生的热功率与速率v成正比D .外力对ab杆做功的功率与速率 v成正比F = BIl =罟，电阻上产生的热功解析：由E = Blv和I = R得, I = BRv，所以安培力率 p= |2R =B2I2v2外力

9、对ab做功的功率就等于回路产生的热功率。答案：AB5. 我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设左侧机翼末端处的电势为囱，右侧机翼末端处的电势为血。则( )A .若飞机从西向东飞，如比炽咼B .若飞机从东向西飞，血比咖咼C .若飞机从南向北飞，如比炽高D .若飞机从北向南飞，侯比矽咼解析：在北半球，地磁场有竖直向下的分量， 飞机在水平飞行过程中， 机翼切割磁感线,产生感应电动势，应用右手定则可以判断两边机翼的电势高低问题。伸开右手，让大拇指与其余四指在同一平面内,并且垂直，让磁感线穿过手心,即手心朝上，大拇指指向飞机的

10、飞行方向，其余四指指的方向就是感应电流的方向，由于不是闭合电路,电路中只存在感应电在电源内部，电流是动势，仍然按照有电流来判断，整个切割磁感线的两边机翼就是电源,从低电势处流向高电势处的。因此不管飞机向哪个方向飞行，都是左边机翼末端电势高，即A、C选项正确。答案：AC6. 匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图5所示。现令磁感应强度B随时间变化，先按如图所示的Oa图线变化，后来又按照图线 be、cd变化，令Ei、E2、E3分别表示这三段变化过程中的感应 电动势的大小，丨1、|2、13分别表示对应的感应电流，则（）图5A . E1E2, I

11、1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B. E1E2, I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C . E1E2, I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向D . E3= E2, I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向解析：bc段与cd段磁感应强度的变化率相等，大于aO的磁感应强度变化率。E1E2,由楞次定律及安培定则可以判断 B、C正确。答案：BC7. 如图6所示，用铝板制成 “U形框，将一质量为 m的带电小球用绝缘细线悬挂在此 框的上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动，悬线拉力为Ft。图6A .悬线竖直，Ft = mgB .悬线竖直，FTmgC. v选择合适的大小，可使 Ft = 0D.

12、 因条件不足，Ft与mg的大小关系无法确定解析：设上、下两板之间距离为 d,当框架向左切割磁感线时，由右手定则可知下板电U势比上板高，由动生电动势公式可知U = Bdv,故在两板间产生从下向上的电场，E =d =Bv,假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力qvB，向上的电场力 qE = qvB，故绳的拉力Ft = mg,同理，若小球带负电，也可得到同样的结论。答案：A8如图7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

13、时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（）图7A .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上放出的热量解析：由动能定理有 Wf + W安+ Wg = AEk，贝V Wf + W安=k Wg , Wg0,故 圧kWg表示机械能的增加量。故选A。答案：A二、非选择题（本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、 方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）9. 如图8所示，光滑导轨 MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d= 1 m ,右端通过导线与阻值 R = 10 Q的小灯泡L相连，导轨区域内有竖直向下磁感应强度B = 1T的匀强磁

14、场，一金属棒在恒力F = 0.8 N的作用下匀速通过磁场。（不考虑导轨和金属棒的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触）。求：（1）金属棒运动速度的大小；（2）小灯泡的功率。解析：（1 ）由 E = Bdv, I = ER,.,/口FR匀速时F = Bid得v =石2= 8 m/s。b d(2)P = |2r =B2d2v2=6.4 W。答案：（1）8 m/s （2）6.4 W10. 如图9甲所示，截面积为 0.2 m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向。R1=4 Q, R2= 6 Q C= 30 ，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电