人教版高中物理选修3-2课后训练：4.5电磁感应现象的两类情况含答案

1、第四章第5节襦您提升训练、选择题1 .如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一 带正电小球质量为 m电荷量为q,在槽内沿顺时针做匀速圆周运动, 现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则（A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.以上三种情况都有可能答案 A解析 在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感应电场。 据楞次定律 得出感应电场方向沿顺时针方向， 又因小球带正电荷， 电场力与小球速度同向， 电场力对小 球做正功，小球速度变大。 A选项正确。2.（多选）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（）A. N端电势高B. M

2、端电势高 C.若磁场不变，将半圆环绕 MNffl旋转180°的过程中，N端电势高D.若磁场不变，将半圆环绕 MNffl旋转180°的过程中，M端电势高答案 BD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MNffl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。3 .（多选）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M

3、右侧机翼末端处电势为忆则（）A.若飞机从西向东飞，3比飙高B.若飞机从东向西飞，取比6高C.若飞机从南向北飞，5比8局D.若飞机从北向南飞，m比6高答案 AC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。点评明确地磁场的分布特点、灵活应用右手定则是解决本题的关键。4 .在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度vi、V2滑一 I一乂产 M 乂右¥*d ZH- 动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电x x x

4、 x的是（）山父一药、A. vi=V2,方向都向右B. vi=V2,方向都向左C. vi>v2, vi 向右，V2 向左D. vi>V2, vi 向左，V2 向右答案 C解析 当ab棒和cd棒分别向右和向左运动时，两棒均相当于电源， 且串联，电路中有最大电动势，对应最大的顺时针方向电流，电阻上有最高电压，所以电容器上有最多电荷量，左极板带正电。5 .用相同导线绕制的边长为 L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M N两点间的电压分别为U、Lb、UC和Ldo下列判断正确的是（)B. UvUvUvUA. UvUvLCvLdC.

5、 U=UvLC=LdD. UvUvLdvU答案 B一一 353344.解析 U=BLv, Lb=-BLv, LC=- B2Lv = "BLv, U=-B2Lv = BLv,故选 B。4642636 .环形线圈放在匀强磁场中，设在第 1 s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所2s内，线圈中感应电流的大示。若磁感应强度随时间 t的变化关系如图乙所示，那么在第小和方向是（）0，甲乙A.大小恒定，逆时针方向B.大小恒定，顺时针方向C.大小逐渐增加，顺时针方向D.大小逐渐减小，逆时针方向答案 A解析由题图乙可知，第 2 s定值，所以感应电流大小恒定。第内？B为定值，由E=。；=争知，线圈中感

6、应电动势为2 s内磁场方向向外，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律判断知感应电流为逆时针方向，A项正确。B、C D错误。X XX XBX xX X7.如图所示，先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次 拉动的速度相同。第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁 场区，拉力做功 W 通过导线截面的电荷量为qi,第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区域，拉力做功为W、通过导线截面的电荷量为q2,则（）A. W>W, qi=q2B, W= W, qi>#C. WvW, qi<q2D. W>W, qi>cp答案 A解析 设矩形线圈的长边为 a,短边为b

7、,电阻为R,速度大小为v,则W= BIiba=BBRVba, W= BI2ab=，因为a>b,所以W>W,通过导体截面的电荷量Bav bqi = I iti =丁R vq2o故选项A正确。8 .如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除 R 外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金 用属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是（）A.水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能9 .只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C.无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能D. R两端电

8、压始终等于 cd棒中的感应电动势答案 D解析 外力始终要克服摩擦力做功，选项A、B均错；克服磁场力所做的功在任何情况下都等于电路中产生的电能，选项C错；因为电源cd无内阻，所以选项 D正确。10 （多选）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为 R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好。导轨所在平面与磁感应强度为 B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻 R外其余 电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（）A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gC.金属棒的速度为 v时，所受的安培力大小为F安=BLvB.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方

9、向为a-bD.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少答案 AC解析 在金属棒释放的瞬间，速度为零，不受安培力的作用，只受到重力，A对。由右手定则可得，电流的方向从 b到a, B错。当速度为v时，产生的电动势为 E= BLv,受到的、一苫 口B2L2v 上 a” 上 安培力为F安=81,计算可得F安=七一,C对。在运动的过程中，是弹簧的弹性势能、金 R属棒的重力势能和内能的转化，D错。11 .（多选）如图所示，平行金属导轨与水平面成。角，导轨与固定电阻R和设相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻 R和R的阻值均相等，与导轨之间 的动摩擦因数为 丛导

10、体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时（）A.电阻R消耗的热功率为Fv/312 电阻R2消耗的热功率为Fv/6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为jmgvcos 0D.整个装置消耗白机械功率为（F+ pmopos ） v答案 BCD解析 棒ab上滑速度为v时，切割磁感线产生的感应电动势E= Blv,设棒电阻为 R,则R=R=R,回路的总电阻R总= 3R,通过棒的电流I=5 = 2Bv,棒所受安培力F=BIl2Rm3 R2B2l 2v ，一 一 一 rI Blv -f,通过电阻R的电流与通过电阻 R2的电流相等，即Ii=I2=- = ,则电阻R消耗3R2 3R2 2

11、 2的热功率Pi=i2r=*#，电阻R消耗的热功率*i2r=?棒与导轨间的摩擦力Ff=m30s 9,故因摩擦而消耗的热功率为P= Fw= pmgvcos 0;由能量的转化知，整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之和，即P机=Fv+ Fw= （ F+ mgpos。v。由以上分析可知， R C、D选项正确。二、非选择题11.如图甲所示的螺线管，匝数 n=1500,横截面积S= 20 cm2,电阻r = 1.5 Q,与螺 线管串联的外电阻 R = 3.5 Q, R=25 Qo穿过螺线管的匀强磁场方向向右，磁感应强度按 图乙所示规律变化，试计算电阻R2的电功率和A、B两点的电势（C点电

12、势为零）。% c 鱼iaye匚f*甲乙答案 1.0 W 0.7 V 5 V解析 由B-1图可知穿过螺线管的磁通量均匀增加，螺线管中感应电流产生磁场方向 向左，感应电流在线圈内从 B流向A, A端的电势高于 B端的电势。把螺线管视为电源，由 闭合电路欧姆定律可求出通过螺线管的回路电流，从而求出R消耗的电功率及 A、B两点的电势。由题图乙，螺线管中的磁感应强度B均匀增加，其变化率62T/s=2 T/s由法拉第电磁感应定律，螺线管产生的感应电动势A出-4E= n -= n S=1500X 20X 10 x 2 V =At及6. 0 V通过螺线管回路的电流, E 6_I = = TT A = 0.2

13、Ar + R+ R 1.5 + 3.5 + 25电阻 R上消耗功率 R=I2R=(0.2) 2X25 W= 1.0 W 因 8= 0,则 6 8= IR1= 0.2 X 3.5 V = 0.7 V , 即如=0.7 V , 8相=旧2=0.2 X 25 V=5 V因为8= 0,所以也=- 5 V o12 .如图所示，三角形金属框架 MONF面与匀强磁场 B垂直，导体ab能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ONB直。当导体 ab从O点开始匀速向右平动时， 速度为v。，试求bOc回路中某时刻的感应电 动势随时间变化的函数关系式。答案 E=解析 设导体ab从O点出发时开始计时，则经过时间t后，导体ab匀

14、速运动的距离为s,贝U有 s= v0t在bOc中，由 tan30 °=,有"bC = wt x tan30 ° s则导体ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为E= Bvo bc- = Bv2ttan30 °在回路bOc中，回路总感应电动势具体由导体的bc部分产生，因此，回路内总的感应电动势为E总=E=理詈。313 .如图所示，用质量为 m电阻为R的均匀导线做成边长为 l m 的单匝正方形线框 MNP Q线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑| PLII ： x x x x ：绝缘的水平面上。在线框的右侧存在垂直水平面向里的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为 21 ,磁感应强度为 区 在垂直MNfe的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度 v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平，且MN&与磁场的边界始终平行。求：(1)线中g MNi刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线中g MNfe刚进入磁场时， M N两点间的电压 UMs(3)在线中g从MNfe刚进入磁场