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 5 电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况 ◎必做部分 1．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 2.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 入时导线框不可能 A．变加速下落 C．匀速下落 B．变减速下落 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，则减速，若 F 安＝mg，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 3．下图中 a～d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量Φ 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～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～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 Φ 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 0～t1时间内的感应电动势大于t1～t2 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 4．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 1 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BD 5．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.510T．一灵敏电压表 连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，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2 m/s.下列说法正确的是 A．电压表记录的电压为5 mV B．电压表记录的电压为9 mV C．河南岸的电势较高 D．河北岸的电势较高 解析由E＝BLv＝4.510 1002＝910 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 6．如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒 －5－3 －5 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 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 7.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 A．AC的加速度将达到一个与R成反比的极限值 B．AC的速度将达到一个与R成正比的极限值 2 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；BBlvl R ＝mg，所以v∝R，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 8．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 B．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＝Brv Br2＋πr2 D．穿过线圈某个横截面的电荷量为 R 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 Δ Φ 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 ＝ 2  2 Br＋r 2 π  R ，D 错误． 答案AB 9．电阻可忽略的光滑平行金属导轨长x＝1.15 m，两导轨 间距L＝0.75 m，导轨倾角为 30，导轨上端ab接一阻值R＝ 1.5 Ω 的电阻，磁感应强度B＝0.8 T 的匀强磁场垂直轨道平面 向上．阻值r＝0.5 Ω ，质量m＝0.2 kg 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Q1＝ 0.1 J．取g＝10 m/s 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＝2 m/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 3 2 QR＝3Qr＝0.3 J ∴W 安＝Q＝QR＋Qr＝0.4 J. 2金属棒下滑时受重力和安培力 B2L2 F 安＝BIL＝ v R＋r B2L2 由牛顿第二定律mgsin 30－v＝ma R＋r 10.8 0.75 2B2L2 22 ∴a＝gsin 30－v＝10 －m/s ＝3.2 m/s . 20.21.50.5mR＋r 答案10.4 J23.2 m/s 10．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 2 22 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＝10 m/s 2 1金属杆在匀速运动之前做什么运动 2做m＝0.5 kg，L＝0.5 m，R＝0.5 Ω，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． EB2L2v 2感应电动势E＝BLv，感应电流I＝ ，安培力F 安＝BIL＝ 因金属杆受拉力、 安培 RR B2L2vRmRa 力作用，由牛顿定律得F－＝ma，所得v＝ 22F－22，由图线可以得到直线的斜率 k