《动生现象分析》巩固练习

《动生现象分析》巩固练习1.（多选）如图1所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行金属导轨上向右滑行，设整个电路总电阻保持不变，匀强磁场与导轨所在平面垂直，下列叙述正确的是()图图1A．ab杆中的电流强度与速率v成正比B．电路产生的电热功率与速率v成正比C．磁场作用于ab杆的安培力与速率v的平方成正比D．外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比2.如图2所示，导体ab在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中错误的是(    )图图2A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关

C.动生电动势的产生与电场力有关

D.动生电动势和感生电动势的产生原因是不一样的3.夏天时，在北半球，当我们抬头观看教室内的电风扇，会发现电风扇正在逆时针转动。金属材质的电风扇示意图如图3所示，由于地磁场的存在，下列关于A、O两点的电势及电势差的说法，正确的是(    )图3图3A点电势比O点电势高A点电势比O点电势低A点电势和O点电势相等扇叶长度越短，UAO4.两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图4所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求:图图4××××××××××MNPQabFBR（1）金属棒ab两端的电压；（2）拉力F的大小；××××××××××××MNPQabFBR5.如图5所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l＝0.50m，导轨上端接有电阻R＝0.80Ω，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外。电阻r＝0.20Ω的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。RRNM图5（1）求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流流向及大小；（2）求金属杆刚进入磁场时，MN两端的电压。6.如图6所示，正方形导线框abcd的质量为m、边长为L，导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为2L。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g。求：图图6abdcLB2L（1）释放线框时cd边距磁场上边界的高度；（2）cd边刚要离开磁场下边界时线框的动能；（3）线框cd边刚刚离开磁场下边界时线框的加速度。7.如图7-1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。图图7-1图7-2（1）由b向a方向看到的装置如图7-2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。《动生现象分析》巩固练习答案1.答案：AD2.答案：C3.答案：A4.答案：（1）U=2.5V（2）F=0.15N（3）P5.答案：（1）N指向M。6.答案：（1）ℎ=v22g=7.答案：（1）见解析！（2）（3）8.答案：（1）a=0.75m/s2（2）R=0.4Ω（3）q=11.5C巩固练习解题思路1.分析与解析：由动生电动势的公式E=Blv，可求得回路中感应电流大小为I=BlvR总，可见，选项A正确；有热功率公式P热=I2R2.分析与解析：A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，故A正确；动生电动势的产生与洛仑兹力有关，感生电动势与电场力做功有关，所以两种电动势产生的原因不一样，故BD正确，C错误；

本题选错误的，故选：C。

导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；磁场变化所产生的电动势叫感生电动势；感生电动势是因为产生了感生电场，而动生电动势是因为洛伦兹力。本题关键是明确感生电动势和动生电动势的区别，不变的磁场运动的线圈是动生，变化的磁场不动的线圈是感生。要明确二者产生的原理是不相同。

3.分析与解析：本题先确定出地磁场的方向，根据右手定则判断电扇上AO两端电势的高低，根据转动切割电动势公式判断两点电势差的变化。解决本题的关键掌握右手定则判断电势的高低，知道四指从低电势指向高电势，以及掌握转动切割感应电动势公式E感在北半球，地磁场的竖直分量竖直向下，由右手定则可判断OA中电流方向由O到A，再根据在电源内部电流由负极流向正极，可知A点为正极，电势高，A正确，B、C错误；由E感=12B4.分析与解析：（1）由动生电动势的公式E=Blv，可求得回路中感应电流大小为I=Blv（2）因为导体棒在做匀速运动，所以外力大小安培力大小相等，由安培力的公式F安=BIl=0.15N（3）由功率公式P=I25.分析与解析：（1）由右手切割定则可知，MN进入磁场后电流方向由动生电动势的公式E=Blv，可求得回路中感应电流大小为I=BlvR总=0.5A6.分析与解析：（1）因为线框刚进入磁场时匀速运动，所以cd边所受安培力与重力等大反向。mg其中FI=E联立可得：mg所以v对导体棒下落过程列机械能守恒：

可得：ℎ（2）对线框完全进入磁场到cd边刚要离开磁场的过程列动能定理：mgL由第（1）问的分析可得：

1所以，cd边刚离开磁场时线框的动能为mgL（3）分析可知，线框离开磁场时ab边是类电源，其所受安培力方向竖直向上且大于重力，所以此时线框的加速度方向向上，大小满足：F代入前两问的讨论