2019学年高二物理选修3-2(人教版)练习：第4单5电磁感应现象的两类情况

1、第四单元电磁感应5电磁感应现象的两类情况分层训练迎战两考分层训练迎战两考A 级抓基础1.（多选）如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，因为磁场强弱 的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中准确的是（）（）磁场变代A .磁场变化时，会在空间激发一个电场B. 使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C .使电荷定向移动形成电流的力是电场力D.以上说法都不对解析：磁场变化时，会在空间产生感生电场，感生电场的电场力 使电荷定向移动形成电流，故 A、C 准确.答案：AC2.（多选）如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，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

2、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（）（）A .小球对玻璃圆环的压力一定持续增大B. 小球所受的磁场力一定持续增大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：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场因为其电场线 是闭合的，也称为涡旋电场，其场强方向可借助电磁感应现象中感应 电流方向的判定方法，使用楞次定律判断.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方向做加速运动，所以C 准确；磁场力始终与小球运动

3、方向垂直，所以始终对小球不做功，D 准确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力 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 f= Bqv，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；向心力F向2=mV，其大小随速度先减小后增大，所以压力FN也不一定始终增r大.故准确答案为 C、D.答案：CD3直升机停在南半球的地磁极上空.该处地磁场的方向竖直向 上，磁感应强度为 B 直升机螺旋桨叶片的长度为 I，螺旋桨转动的频率 为 f,顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨 叶片的近轴端为 a,远轴端为 b,如图所示，如果忽略 a

4、 到转轴中心线 的距离，用 E 表示每个叶片中的感应电动势，贝 S ()A.E=ni2B,且 a 点电势低于 b 点电势B.E= 2ni2B，且 a 点电势低于 b 点电势C.E=ni2B,且 a 点电势高于 b 点电势D.E= 2ni2B，且 a 点电势高于 b 点电势解析：解这道题要考虑两个问题：一是感应电动势大小，E = Blvl2=BIX2Kfx2 = Bln;二是感应电动势的方向，由右手定则能够判断 出感应电动势的方向是由 ab,所以 a 点电势低.答案：A4.如图所示，矩形线框 abcd 的 ad 和 bc 的中点 M、N 之间连接 一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线

5、框平面垂直， 当线框向右匀速平动时，下列说法中准确的是（）（）A .穿过线框的磁通量不变化， MN 间无感应电动势B.MN 这段导体做切割磁感线运动， MN 间有电势差C.MN 间有电势差，所以电压表有示数D.因为有电流通过电压表，所以电压表有示数解析：穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但 ab、MN、de都切割磁感线，它们都有感应电动势，故 A 错，B 对；无电流通过 电压表，电压表无示数，C、D 错.答案：B5在匀强磁场中，ab、ed 两根导体棒沿两根导轨分别以速度 v1、 V2滑动，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的是（）（）B. vi= v2,方向

6、都向左C. viv2, Vi向右，v2向左D. viv2, vi向左，v2向右解析：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的电流， 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.C准确.答案：C6如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面.一质量为 m 的金属棒以初速度 v0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处, 整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计.下列说法准 确的是（）A. 回到出发点的速度 v 大于初速度 vv1B. 通

7、过 R 的最大电流，上升过程小于下落过程C .电阻 R 上产生的热量，上升过程大于下落过程D .所用时间上升过程大于下落过程解析：金属棒切割磁感线运动，由右手定则和法拉第电磁感应定 律、安培力公式可知金属棒下行和上行时的受力情况，由能量守恒定 律可知，金属棒在运动过程中，机械能持续转化为热能，所以回到出 发点的速度 v小于初速度 v0，选项 A 错误；设金属棒运动的速度为 v, 长度为 I,那么感应电动势 E = Blv,通过 R 的电流 1=R=BRV，可见, 当金属棒运动速度 v 大时，通过 R 的电流大，因为金属棒在运动过程 中，机械能持续转化为热能，所以运动到同一高度处，上升时的速度

8、大于下降时的速度，所以通过 R 的最大电流上升过程大于下落过程， 选项 B 错误；同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到 的安培力，因为上升和下降的高度相同，所以上升过程克服安培力所 做的功大于下降时克服安培力做的功，故电阻 R 上产生的热量上升过 程大于下落过程，C 准确；研究金属棒的上升过程时，能够采取逆向 思维法，把上升过程看作金属棒从最高点自由下落，显然，下落的加 速度 aiga2，其中 a2为金属棒返回下落时的加速度，显然，下落相 同高度，ivt?，选项 D 错误.答案：CB 级提水平7如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒 abac 和 MN ,其中 ab、ac

9、在 a 点接触，构成 V”字形导轨.空间存有垂直于纸面的 均匀磁场.用力使 MN 向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中 MN 始终与/ bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触. 下列关于回路 中电流 i 与时间t 的关系图线，可能准确的是（）（）Ot OA解析：设/bag 20,单位长度电阻为 Ro则 MN 切割磁感线产生电动势：E=BLv=Bv 2vtxtan0=2Bv2t-tan0回路总电阻为：(2vt(2R=严 t tan0+cOs0Ro=vtRo?tan0+cOs0.由闭合电路欧姆定律得：i 与时间无关，是一定值，故 A 准确，B、C、D 错误.答案：A8.如图所示，Li= 0

10、5 m, L2= 0 8 m,回路总电阻为 R= 0.2Q,M = 0.04 kg,导轨光滑，开始时磁场 B0= 1 T,现使磁感应强度以0.2 T/s 的变化率均匀地增大，试求：当t 为多少时，M 刚离开地面(g取 10 m/s2)?解析：回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律能够判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则能够判知，ab 中的感应电流的方向是 a-b,由左手定则可知，ab 所受安培力的方向水平向 左，从而向上拉起重物， _Ei= R2Bv2t-tan0v tRo2tan0+2cos2Bv tan02Jcos0Ro2tan0+设 ab 中电流为 I 时 M 刚好离开地面

11、，此时有FB=BILI=Mg，1- R， BE = t= LIL2 t= 0.08(V)，B=M9，联立，解得：FB=0.4 N, I = 0.4 A, B = 2 T, t= 5 s.9 .如图所示，AB、CD 是两根充足长的固定平行金属导轨，两导 轨间的距离为 L,导轨平面与水平面的夹角是 0,在整个导轨平面内都 有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场， 磁感应强度为 B.在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，导轨的电阻不计.一根垂直于导轨放置 的金属棒 ab,电阻为 r质量为 m,从静止开始沿导轨下滑，下滑高度 为 H 时达到最大速度.不计摩擦，求在此过程中：(1) ab 棒的最大速

12、度；(2) 通过电阻 R 的热量；(3) 通过电阻 R 的电量.HD解析：(1)金属棒向下做加速度减小的加速运动，当加速度a= 0时，速度达到最大.有 mgsin0=FA,FA=BIL,E _ BLvmR+ r_ R+ r，根据能量守恒得：mgH _；mvm+ Q总，1所以整个回路产生的热量 Q总_ mgH 2mvm,则通过电阻 R 的热量:(3)下滑高度为 H 的过程中磁通量的增加量为BLHsin通过电阻 R 的电量 q= I t_R总10.如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间 距1_0.20 m,电阻 R_ 1.0Q;有一导体杆静止地放在轨道上，与两 轨道垂直，杆及轨道的电

13、阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B_0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道向下，现用一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F 与时间 t 的关系如图乙所示.求杆的加速度 a 和质量 m.联立二式得，mgsin0_B2L2vmR+ r，所以 Vm_mg(R+r)sin0BL2.QR_总R+ r1 mg(R+r)sin02RmgH2mB?_R+ rBLH (R+r)sin0解析：导体杆在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，用V 表X X X X X示瞬时速度，t 表示时间，则杆切割磁感线产生的感应电动势为E = Blv = Blat,闭合回路中的感应电流为：由安培力公式和牛顿

14、第二定律得：F - IlB = ma,将式代入式整理得：B1 2|2F = ma+Rat.在乙图象上取两点 ti= 0, Fi= 1 N; t2= 30s, F2= 4 N 代入式, 联立方程解得2a= 10 m/s , m = 0.1 kg.11.如图所示，质量为 M 的导体棒 ab,垂直放在相距为 l 的平行 光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为0,并处于磁感应强度大小为 B 方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置间 距为d 的平行金属板，R 和 Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值， 不计其他电阻.1 调节 Rx= R,释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒 的电流 I 及棒的速率 v;2 改变 Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m 带电量为+q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，