物理课时练习4电磁感应现象的两类情况

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1、2019物理课时练习 4电磁感应现象的两类情况注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。 只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。1.某空间出现了如下图的一组闭合电场线, 方向从上向下看是顺时针的, 这可能是 (

2、) 。A. 沿 AB方向磁场在迅速减弱B. 沿 AB方向磁场在迅速增强C.沿 BA方向磁场在迅速增强D.沿 BA方向磁场在迅速减弱答案 :AC解析 : 感生电场的方向从上向下看是顺时针的, 假设在平行感生电场的方向上有闭合回路, 那么回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的 , 由右手螺旋定那么可知 , 感应电流的磁场方向向下 , 根据楞次定律可知 , 原磁场有两种可能 : 原磁场方向向下且沿AB方向减弱 , 或原磁场方向向上 , 且沿 BA方向增强 , 所以 A、C有可能。2.如下图 ,PQRS为一正方形导线框 , 它以恒定速度向右进入以 MN为边界的匀强磁场 , 磁场方向垂直线框平面

3、 ,MN线与线框的边成 45角。 E、 F分别为 PS与 PQ的中点。关于线框中的感应电流 , 正确的说法是 () 。A. 当 E点经过边界 MN时 , 线框中感应电流最大B. 当 P点经过边界 MN时 , 线框中感应电流最大C.当 F点经过边界 MN时 , 线框中感应电流最大D.当 Q点经过边界 MN时 , 线框中感应电流最大答案 :B解析 : 由题意知在线框进入磁场的过程中B与v 都是不变的 , 根据公式 E=Blv 可知 , 有效长度 l 最大时 , 回路中的感应电流最大 , 当 P点经过边界 MN时 ,R点正好经过边界 MN,切割磁感线运动的有效长度 l 有最大值 , 故正确选项为 B

4、。此题对有效切割长度大小变化的判断是难点 , 也是解题的关键 , 从线框中 S点进入磁场开始 , 有效长度从 0开始增大 , 当P点经过边界MN时, 有效长度 l 达到最大值 , 即与线框边长相等 , 然后 l 又开始减小 , 最后减小到 0。3.如下图 , 匀强磁场方向垂直于线圈平面 , 先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场, 第一次拉出时速度为 v1=v0, 第二次拉出时速度为 v2=2v0, 前后两次拉出线圈的过程中,以下说法错误的选项是 () 。A. 线圈中感应电流之比是 1 2B. 线圈中产生的热量之比是 21C.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1 2D.流过任一横截面

5、感应电荷量之比为 11答案 :BC解析 : 线框在拉出磁场的过程中 , 导体做切割磁感线运动, 产生感应电动势 E=Blv, 线框中的感应电流 I=, 所以 I 1 I 2=v1 v2=1 2; 线框中产生的电热 Q=I2Rt=() 2R=,所以 Q1Q=v1v=1 2; 由于匀速运动 , 施加的外力与安培力相等, 故外力的功率 P=Fv=BIlv=,所22以P1 P2=14; 流过线圈任一截面的电荷量为q=It= =, 所以 q1q2=1 1。4.如下图 , 在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场宽度均为 L。现将宽度也为 L的矩形闭合线圈 , 从图示位置垂直于磁

6、场方向匀速拉过磁场区域 , 那么在该过程中, 能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是 () 。, 其答案 :D解析 : 由右手定那么或楞次定律可知当线圈进入磁场中, 感应电流方向为逆时针方向,在线圈由磁场区域进入过程中感应电流方向为顺时针方向, 但由于两边切割时感应电流增加为原来的2倍 , 线圈从区域出来过程中, 电流方向为逆时针方向, 电流大小同区域中相同 , 由此可见 A、 B均错。由左手定那么可知运动中所受安培力始终向左, 由F=ILB可知线圈由区域向区域运动过程中, 安培力大小为进入或从中出来时的4倍,D 对。5. 如下图 , 有两根和水平方向成 角的光滑平

7、行金属轨道 , 上端接有可变电阻 R, 下端足够长 , 空间有垂直于轨道平面的匀强磁场 , 磁感应强度为 B。一根质量为 m的金属杆从轨道上由静止滑下 , 经过足够长的时间后 , 金属杆的速度会趋近于一个最大速度 vmax, 那么以下说法正确的选项是 () 。A. 如果 B增大 ,v max将变大B. 如果 变大 ,v max将变大C.如果 R变大 ,v max将变大D.如果 m变小 ,v max将变大答案 :BC解析 : 金属杆从轨道上由静止滑下 , 经足够长时间后 , 速度达最大值 vmax, 此后金属杆做匀速运动 , 杆受重力、轨道的支持力和安培力如下图。安培力 F=LB,沿导轨方向上对

8、金属杆列平衡方程 mgsin =, 那么 v max=, 由此式可知 ,B 增大 ,v max减小 ; 增大 ,v max增大 ;R 变大 ,v max变大 ;m变小 ,v max变小。因此 B、 C两选项正确。6.如下图 , 将一质量为 m的带电小球用绝缘细线悬挂在用铝板制成的 U形框中 , 使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度 v匀速运动 , 悬线拉力为 FT , 那么 () 。A. 悬线竖直 ,F T=mgB. 悬线竖直 ,F TmgC.悬线竖直 ,F TmgD.无法确定 FT的大小和方向答案 :A解析 : 设两板间的距离为 L, 由于向左运动过程中竖直板切割磁感线 , 产生动生

9、电动势 , 由右手定那么判断下板电势高于上板 , 动生电动势大小 E=BLv,即带电小球处于电势差为BLv的电场中 , 所受电场力 F电 =qE电 =q=q=qvB假设设小球带正电, 那么电场力方向向上。同时小球所受洛伦兹力 F洛 =qvB, 方向由左手定那么判断竖直向下 , 即 F电 =F洛 , 故无论小球带什么电 , 怎样运动 ,F T=mg,选项 A正确。7. 如下图 , 足够长的光滑斜面导轨 MM和NN, 斜面的倾角 =30 , 导轨相距为 d, 上端 M和N用导线相连 , 并处于垂直于斜面向上的均匀磁场中, 磁感应强度 B的大小随时间 t 的变化规律为 B=kt, 其中 k 为常数。

10、质量为 m的金属棒 ab垂直于导轨放置在 M、N附近 , 从静止开始下滑 , 通过的路程为 L时 , 速度恰好达到最大 , 此时磁场的磁感应强度的大小为 B1。设金属棒的电阻为 R, 导轨和导线的电阻不计。某同学在求金属棒速度最大时产生的最大电功率 Pm, 有以下两种不同的方法 , 试判断两种方法是否正确 , 并简述理由。2方法一 : 金属棒速度最大时, 产生的电流最大 , 电功率最大 ,B 1I md=mgsin ,P m=() R;答案 : 方法一正确。金属棒速度最大时, 产生的电流最大 , 电功率一定最大。方法二错误。电磁感应中 , 在只有动生电动势的条件下, 安培力对系统总做负功, 克

11、服安培力做的功才等于产生的电能 , 电功率才等于克服安培力做功的功率。此题中 , 因磁感应强度 B变化, 还产生了感生电动势 , 电功率不等于克服安培力做功的功率。8.如下图 , 在水平平行放置的两根光滑长直导电轨道MN与 PQ上 , 放着一根直导线 ab,ab 与导轨垂直 , 它在导轨间的长度为 20cm,这部分的电阻为 0.02 。导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中 , 磁感应强度 B=0.20T, 电阻 R=0.08, 其他电阻不计。 ab的质量为 0.02kg 。(1) 打开开关 S,ab 在水平恒力 F=0.01N的作用下 , 由静止沿轨道滑动 , 求经过多长时间速度才能达到 10m/s?(2) 上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的?(3) 当 ab的速度达到 10m/s时 , 闭合开关 S, 为了保持 ab仍能以 10m/s的速度匀速运动 , 水平拉力应变为多少 ?答案 :(1)20s(2)E=Blat(3)0.16N解析 :(1) 由牛顿第二定律 F=ma,得 a=m/s2 =0.5m/s 2t=s=20s 。(2) 因为感应电动势 E=BLv=BLat, 所以感应电动势与时间成正比。(3) 导线 ab保持以 10m/s的速度运动 , 受到的安培力 F安 =BIL=0.16N 。安培力与拉力 F拉是一对平衡力 , 故 F拉=0.16N 。