XX省专用学年高中物理第四章电磁感应课时跟踪检测二十一电磁感应现象两类情况含解析新人教选修2

XX省专用学年高中物理第四章电磁感觉课时追踪检测二十一电磁感觉现象的两类状况含解析新人教版选修XX省专用学年高中物理第四章电磁感觉课时追踪检测二十一电磁感觉现象的两类状况含解析新人教版选修PAGEXX省专用学年高中物理第四章电磁感觉课时追踪检测二十一电磁感觉现象的两类状况含解析新人教版选修课时追踪检测（二十一）电磁感觉现象的两类状况1．以下说法中正确的选项是()A．动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而惹起的B．因为洛伦兹力对运动电荷素来不做功，因此动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C．动生电动势的方向可以由右手定章来判断D．导体棒切割磁感线产生感觉电流，遇到的安培力必定与遇到的外力大小相等、方向相反解析：选C动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功惹起的，但洛伦兹力对自由电荷所做的总功仍为零，选项A、B错误；动生电动势是因为导体切割磁感线产生的，可由右手定章判断方向，C正确；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力之外的力的协力才与安培力大小相等方向相反，做变速运动时不建立，故D错误。2．[多项选择]如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感觉强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的选项是()A．在0～3s内导线圈中产生的感觉电流方向不变B．在t＝2.5s时导线圈产生的感觉电动势为1VC．在0～2s内经过导线横截面的电荷量为20CD．在t＝1s时，导线圈内电流的刹时功率为10W解析：选CD在0～2s内，磁感觉强度变化率为eq\f(ΔB1,Δt1)＝1T/s，依据法拉第电磁感觉定律，产生的感觉电动势为E1＝nSeq\f(ΔB1,Δt1)＝100×0.12×1V＝1V；在2～3s内，磁感觉强度变化率为eq\f(ΔB2,Δt2)＝2T/s，依据法拉第电磁感觉定律，产生的感觉电动势为E2＝nSeq\f(ΔB2,Δt2)＝100×0.12×2V＝2V。在0～2s内穿过线圈的磁通量增添，在2～3s内穿过线圈的磁通量减少，依据楞次定律可知在0～3s内线圈中产生的感觉电流方向发生了变化，选项A错误。在t＝2.5s时，产生的感觉电动势为E2＝2V，选项B错误。在0～2s内，感觉电流I＝eq\f(E1,R)＝10A，经过导线横截面的电荷量为q＝IΔt＝20C，选项C正确。在t＝1s时，导线圈内感觉电流的刹时功率P＝I2R＝102×0.1W＝10W，选项D正确。3.[多项选择]以以下图，导体棒AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感觉电动势，因此在电路中有电流经过。以下说法中正确的选项是()A．因导体运动而产生的感觉电动势称为动生电动势B．动生电动势的产生与洛伦兹力相关C．动生电动势的产生与电场力相关D．动生电动势和感生电动势产生的原由是同样的解析：选AB动生电动势是因为导体运动而产生的，选项A正确；动生电动势中，非静电力是洛伦兹力沿导体棒方向的分力，而感生电动势是由感生电场产生的，选项B正确，C、D错误。4.以以下图，空间某地区中有一匀强磁场，磁感觉强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上界限b和下界限d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下面的距离很短，下面水平。线圈从a开始着落。已知磁场上下界限之间的距离大于a、b之间的距离。若线圈下面刚经过b、c(位于磁场中)和d时，线圈所遇到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()A．Fd>Fc>FbB．Fc<Fd<FbC．Fc>Fb>FdD．Fc<Fb<Fd解析：选D从a到b线圈做自由落体运动，线圈所有进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感觉电流，因此不受磁场力，即Fc＝0；因为磁场上下界限之间的距离大于a、b之间的距离，则vd>vb，当线圈在进入和走开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感觉电流，受磁场力作用，其大小为F＝BIl＝B·eq\f(Blv,R)·l＝eq\f(B2l2v,R)，因为vd>vb，因此Fd>Fb>Fc，选项D正确。5.水平搁置的金属框架cdef处于以以下图的匀强磁场中，金属棒ab处于粗拙的框架上且与框架接触优秀，从某时辰开始，磁感觉强度平均增大，金属棒ab素来保持静止，则()A．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大B．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力也不变C．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大D．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变解析：选C磁感觉强度平均增大时，磁通量的变化率eq\f(ΔΦ,Δt)恒定，故回路中的感觉电动势和感觉电流都是恒定的；又棒ab所受的摩擦力等于安培力，即Ff＝F安＝BIL，故当B增添时，摩擦力增大，选项C正确。6.以以下图，用粗细同样的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以同样的速度从磁感觉强度为B的匀强磁场所区中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对线框做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为()A．1∶4B．1∶2C．1∶1D．不可以确立解析：选A依据能的转变和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又所有转变为焦耳热Wa＝Qa＝eq\f(BLv2,Ra)·eq\f(L,v)Wb＝Qb＝eq\f(B·2Lv2,Rb)·eq\f(2L,v)由电阻定律知，Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4。7.[多项选择]以以下图，磁感觉强度为B的匀强磁场有理想界面，使劲将矩形线圈从磁场中匀速拉出。在其余条件不变的状况下()A．速度越大时，拉力做功越多B．线圈边长L1越大时，拉力做功越多C．线圈边长L2越大时，拉力做功越多D．线圈电阻越大时，拉力做功越多解析：选ABC使劲F匀速拉出线圈过程所做的功为W＝FL2，又F＝F安＝IBL1，I＝eq\f(BL1v,R)，因此W＝eq\f(B2L12L2v,R)，可知A、B、C正确，D错误。8.以以下图，水平面上有两根圆滑金属导轨平行固定搁置，导轨的电阻不计，间距为l＝0.5m，左端经过导线与阻值R＝3Ω的电阻连结，右端经过导线与阻值为RL＝6Ω的小灯泡L连结，在CDFE矩形地区内有竖直向上、磁感觉强度B＝0.2T的匀强磁场。一根阻值r＝0.5Ω、质量m＝0.2kg的金属棒在恒力F＝2N的作用下由静止开始从MN地点沿导轨向右运动，经过t＝1s恰巧进入磁场所区。求金属棒刚进入磁场时，(1)金属棒切割磁感线产生的电动势；(2)小灯泡两头的电压和金属棒遇到的安培力。解析：(1)0～1s棒只受拉力，由牛顿第二定律F＝ma，可得金属棒进入磁场前的加快度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(2,0.2)m/s2＝10m/s2，设其刚要进入磁场时速度为v，则v＝at＝10m/s。金属棒进入磁场时切割磁感线，感觉电动势E＝Blv＝0.2×0.5×10V＝1V。(2)小灯泡与电阻R并联，R并＝eq\f(RRL,R＋RL)＝eq\f(3×6,3＋6)Ω＝2Ω，经过金属棒的电流大小I＝eq\f(E,R并＋r)＝eq\f(1,2＋0.5)A＝0.4A，小灯泡两头的电压U＝E－Ir＝1V－0.4×0.5V＝0.8V，金属棒遇到的安培力大小F安＝BIl＝0.2×0.4×0.5N＝0.04N，由左手定章可判断安培力方向水平向左。答案：(1)1V(2)0.8V0.04N，方向水平向左9.以以下图，在垂直纸面向里、磁感觉强度为B的匀强磁场所区中，有一个平均导线制成的单匝直角三角形线框，现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边素来与磁场右界限平行。已知AB＝BC＝l，线框导线的总电阻为R，则线框走开磁场的过程中()A．线框A、B两点间的电压不变B．经过线框截面的电荷量为eq\f(Bl2,2R)C．线框所受外力的最大值为eq\f(\r(2)B2l2v,R)D．线框的热功率与时间成正比解析：选B线框匀速向右运动时，切割磁感线的有效长度平均增添，电动势E＝Bl′v与时间成正比，因此A、B间的电压发生变化，应选项A错误。热功率P＝eq\f(E2,R)，与时间的二次方成正比，应选项D错误。电荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(Bl2,2R)，应选项B正确。外力最大值出此刻电流最大时，Im＝eq\f(Blv,R)，Fm＝BIml＝eq\f(B2l2v,R)，应选项C错误。10.(2016·全国卷Ⅱ)如图，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时辰，金属杆进入磁感觉强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场所区，且在磁场中恰巧能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽视不计，二者素来保持垂直且接触优秀，二者之间的动摩擦因数为μ。重力加快度大小为g。求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值。解析：(1)设金属杆进入磁场前的加快度大小为a，由牛顿第二定律得ma＝F－μmg①设金属杆抵达磁场左界限时的速度为v，由运动学公式有v＝at0②当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感觉定律，杆中的电动势为E＝Blv③联立①②③式可得E＝Blt0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(F,m)－μg))。④(2)设金属杆在磁场所区中匀速运动时，金属杆中的电流为I，依据欧姆定律I＝eq\f(E,R)⑤式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为f＝BlI⑥因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F－μmg－f＝0⑦联立④⑤⑥⑦式得R＝eq\f(B2l2t0,m)。⑧答案：(1)Blt0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(F,m)－μg))(2)eq\f(B2l2t0,m)11.以以下图，两根相距l＝0.4m、电阻不计的平行圆滑金属导轨水平搁置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨间x＞0一侧存在沿x方向平均增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感觉强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上耗费的功率不变。求：(1)回路中的电流；(2)金属棒在x＝2m处的速度；(3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小。解析：(1)电阻上耗费的功率不变，即回路电流不变，在x＝0处有E＝B0lv0＝0.4V，