2012017学年高中物理电磁感应5电磁感应现象的两类情况课时作业新人教版选修2资料

5电磁感应现象的两类情况◎必做部分.下列说法中正确的是（）A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向解析：磁场变化时在空间激发感生电场，其方向与所产生的感应电流方向相同，只能由楞次定律判断，A项正确.答案：A.如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进口入时导线框不可能（） . ；xxxxx!A.变加速下落 B.变减速下落 [XXXXX：-XXXXX;C.匀速下落 D.匀加速下落 '解析：导线框刚进入磁场时做什么运动，取决于所受安培力与重力的大小关系，若F安＜mg,则加速，若F安＞0g则减速，若F安=0g则匀速，由于F安随速度发生变化，故线框所受合力是变化的，即线框不可能做匀变速运动，应选D.答案：D.下图中a〜d所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量0随时间t变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是（）A.图a中回路产生的感应电动势恒定不变B.图b中回路产生的感应电动势一直在变大C.图c中回路在0〜*时间内产生的感应电动势小于在*〜t2时间内产生的感应电动势D.图d中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：磁通量0随时间t变化的图象中，斜率表示感应电动势，所以图a中不产生感应电动势，图b中产生恒定的感应电动势，图c中。〜*时间内的感应电动势大于、〜不时间内的感应电动势，图d中感应电动势先变小再变大.答案：D.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•• •♦N1 •

A.N端电势高B.M端电势高C.若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，N端电势高D.若磁场不变，将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中，M端电势高解析：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MN轴旋转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.答案：BD5.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5X10-5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过.设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法正确的是（）A.电压表记录的电压为5mVB.电压表记录的电压为9mVC.河南岸的电势较高D.河北岸的电势较高解析：由E=BLv=4.5X10-5X100X2=9X10-3（V）可知A项错误，B项正确.再由右手定则可判断河北岸电势高，故C项错误，D项正确.答案：BD.如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M‘N’的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图示，可能正确的是（）E IEE IE22解析：在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势，D项错误.在磁场中运动时，感应电动势E=Blv,与时间无关，保持不变，故A选项正确.答案：A.如图所示，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的匀强磁场中，磁场垂直于该回路所在平面，方向如图所示，其中导线AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动；导轨足够长；回路总电阻为R且保持不变，当AC由静止释放后（）AC的加速度将达到一个与R成反比的极限值AC的速度将达到一个与R成正比的极限值C.回路中的电流强度将达到一个与R成反比的极限值D.回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值解析:当AC解析:当AC受到的安培力与重力平衡时达稳定状态，加速度为零，选项A错；B，Blv-R-=mg,所以vzR,最后的功率为P=mgv,选项B、D对；BIl=mg,则电流不变，选项C错.答案：BD.如图所示，一导线弯成闭合线圈，以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是()A.感应电流一直沿顺时针方向.线圈受到的安培力先增大，后减小C.感应电动势的最大值E=BrvBr24nr2D.穿过线圈某个横截面的电荷量为——某一解析：在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，A正确.导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B正确.导体切割磁感线的有效长度△①最大值为2r,感应电动势最大为E=2Brv,C错误.穿过线圈某个横截面的电荷量为Q=-^B,D错误.答案：AB电阻可忽略的光滑平行金属导轨长x=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Q的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上.阻值r=0.5Q，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q]=0.1J.(取g=10m/s2)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W.；安(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a.解析：(1)下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于R=3r,因此

Q=3Q=0.3JRr/.W安=Q=QR+Qr=0.4J.⑵金属棒下滑时受重力和安培力FJFJBIL=B2L2R+rv由牛顿第二定律mgsin30°—二p=ma, 。 B2L2 ( 1 0.82X0.752X2^/ /a=gsin30°—mR+rV=l10X2—0.2X1.5X0.5jm/s2=3.2m/s2.答案：（1）0.4J（2）3.2m/s2.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的关系如图所示.（取重力加速度g=10m/s2）AWm•s-i024681012F/N024681012F/N⑴金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）做m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Q,磁感应强度B为多大？解析：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减少的加速运动、加速运动）._E、…， B2L2V一*「，一，，⑵感应电动势E=BLv，感应电流』，安培力F「BIL=〒因金属杆受拉力、安培... B2L2V .RmRa一.. ..力作用，由牛顿定律得：F―――=ma,所得v=亓F—记-,由图线可以得到直线的斜率kR B2L2 B2L2=2,所以B=、因=T.答案：（1）变加速运动（2）1T◎必做部分11.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由e确定，如图所示.则（）

Q=0时，杆产生的电动势为2BavQ=n时，杆产生的电动势为；'3Bav3C.=0时，杆受的安培力大小为D.时，C.=0时，杆受的安培力大小为D.时，3杆受的安培力大小为2B2avn+2R03B2av5n+3R0解析：当Q=0时，杆切割磁感线的有效长度l1=2a,所以杆产生的电动势E1=Bl1V=2Bav,选项A正确.此时杆上的电流I=-r=3r，杆受的安培力大i na+2aR0 n+2R0小Fi=BIili=累R，选项C错误.0当Q=T时，杆切割磁感线的有效长度l=2acosn=a，杆产生的电动势E=Blv=3 2 3 2 2Bav,选项B错误.Bav,选项B错误.E此时杆上的电流i2= 2na—2na——^+aR6 03Bv5n+3R0杆受的安培3B2av力大小F=BIl= r，选项D正确.2 22 5n+3R0答案：AD12.如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m,其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Q,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2,问:⑴通过棒cd的电流I是多少，方向如何？⑵棒ab受到的力F多大？解析：（1）对cd