高中人教版选修32高二上第四章5电磁感应现象的两类情况强化练习答案解析.docx

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高中人教版选修32高二上第四章5电磁感应现象的两类情况强化练习答案解析

人教版选修3-2高二（上）第四章5.电磁感应现象的两类情况强化练习

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、多选题

1．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　

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

2．如图所示，一个闭合电路静止与磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）

A．磁场变化时，会在空间中激发一种电场

B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力

C．是电荷定向移动形成电流的力是电场力

D．以上说法都不对

3．平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，开始时匀强磁场的方向如图甲所示，而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中张力（）

A．由0到t0时间内细线中的张力逐渐增大

B．由0到t0时间内细线中的张力逐渐减小

C．由0到t0时间内细线中张力不变

D．由t0到t时间内两杆靠近，细线中的张力消失

4．如图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中．在进入磁场的过程中，可能发生的情况是

A．线框做变加速运动

B．线框做匀加速运动

C．线框做匀减速运动

D．线框做匀速运动

5．如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m电阻不计的金属棒ab，在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（　　）

A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大

B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率

D．无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

6．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（）

A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h

C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h

7．如图所示，不计电阻的光滑金属直轨道AB和CD固定在同一水平面内，两轨道间的宽度为1m。

平行轨道左端接一阻值为0.5Ω的电阻。

轨道处于磁感应强度大小B=2T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。

一电阻为0.5Ω的导体棒ab垂直于轨道放置。

导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v=5m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，则（）

A．通过电阻的电流大小为5A

B．作用在导体棒上的外力大小为10N

C．导体棒克服安培力做功的功率为100W

D．通过电阻的电流为从A到C

二、单选题

8．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况以及哪端电势高（）

A．越来越大、a端电势高B．越来越小、b端电势高

C．保持不变、a端电势高D．保持不变、b端电势高

9．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是

A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势

B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关

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产生的原因是一样的

10．如图所示，两平行金属导轨水平放置，导轨间接有电阻R，置于匀强磁场中，导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd．当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中，cd棒将会（　　）

A．保持静止

B．向左运动

C．向右运动

D．向上跳起

11．如图所示，质量为m，高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落。

它的上下两边始终保持水平，途中恰好匀速通过一个有理想边界的匀强磁场区域，区域上下宽度也为h，则线框在此过程中产生的热量（）

A．mghB．大于mgh，小于2mgh

C．2mghD．大于2mgh

三、解答题

12．两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，且接有阻值为R的电阻。

整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。

导轨和金属杆的电阻可忽略。

让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑.求：

（1）当导体棒的速度为v（未达到最大速度）时，通过MN棒的电流大小和方向；

（2）导体棒运动的最大速度.

13．如图所示，水平放置的平行金属导轨宽度为d＝1m，导轨间接有一个阻值为R＝2Ω的灯泡，一质量为m＝1kg的金属棒跨接在导轨之上，其电阻为r＝1Ω，且和导轨始终接触良好．整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.2，现对金属棒施加一水平向右的拉力F＝10N，使金属棒从静止开始向右运动．求：

则金属棒达到的稳定速度v是多少？

此时灯泡的实际功率P是多少？

14．如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外．金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦．从静止释放后ab保持水平而下滑．

试求：

（1）金属棒ab在下落过程中，棒中产生的感应电流的方向和ab棒受到的安培力的方向．

（2）金属棒ab下滑的最大速度vm．

四、填空题

15．如图所示，先后以速度v1和v2（v1＝2v2），匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：

（1）线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________.

（2）线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________.

（3）拉力做功的功率之比P1∶P2＝________.

参考答案

1．AC

【解析】

试题分析：

由右手定则判断出感应磁场方向，然后由楞次定律分析答题．

解：

由右手定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，

A、B、如果磁场方向沿AB，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，故A正确，B错误；

C、D、如果磁场沿BA方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场方向在增强，故C正确，D错误；

故选AC．

【点评】本题考查了判断磁场方向与磁场强弱变化情况，应用安培定则与楞次定律即可正确解题．

2．AC

【详解】

A.麦克斯韦建立了电磁场理论：

变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场；由上可知，磁场变化时，会在空间激发一种电场，故选项A符合题意；

BCD.因线圈处于激发的电场中，电场力使电荷定向移动，从而产生了感生电流，故选项BD不合题意；选项C合题意；

【点睛】

：

本题考查了麦克斯韦电磁场理论的两条基本假设，注意变化的电（磁）场才能产生磁（电）场，同时注意电流的产生条件及理解电场力驱使电荷定向移动的．

3．BD

【解析】

【详解】

ABC、0到t0时间内，磁场向里，磁感应强度B均匀减小，线圈中磁通量均匀减小，由法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的感应电动势，形成恒定的电流。

由楞次定律可得出电流方向沿顺时针，故ab受力向左，cd受力向右，而张力F=F安=BIL，因B减小，故张力将减小，选项AC不符合题意；选项B符合题意；

D、由t0到t时间内，线圈中的磁场向外，B均匀增大，回路中产生恒定的感应电流，由楞次定律可知，电流为顺时针。

由左手定则可得出，两杆受力均向里，故两杆靠近，细线中张力消失，选项D符合题意

4．AD

【详解】

试题分析：

在进入磁场的过程中，若安培力等于重力，即

线框做匀速运动,D可能．若安培力大于重力，线框做减速运动，随着速度的变化安培力也发生变化，由牛顿第二定律可知加速度大小也发生变化，不是匀变速直线运动，C错；．若安培力小于重力，线框做加速运动，但存在向上的安培力的逐渐增大，加速度逐渐减小，线框做的也是变加速直线运动，B错；同理判断A对；

考点：

考查安培力和牛顿第二定律

点评：

难度中等，本题难点在于学生能够判断速度变化，但都忽视了安培力的变化，误认为安培力不变，而错选了BC选项

5．CD

【解析】

金属棒所受的安培力为：

，

速度增大，安培力增大，则加速度减小．故A错误．根据能量守恒知，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能以及ab棒的动能．故B错误．当ab棒匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率．故C正确．根据功能关系知，克服安培力做的功等于电路中产生的电能．故D正确．故选CD．

点睛：

在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功；在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系．

6．AD

【详解】

AB、若是匀强磁场，穿过小环的磁通量不变，没有感应电流产生，其机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h，选项A符合题意，选项B不符合题意；

CD、若是非匀强磁场，穿过小环的磁通量变化，小环中将产生感应电流，机械能减小转化为内能，高度将减小，则环在左侧滚上的高度小于h．选项C不符合题意；选项D符合题意；

7．CD

【解析】

【详解】

A、导体棒ab切割磁感线产生的电动势

，根据闭合电路做姆定律有

，选项A不符合题意

B、导体棒ab受到安培力F安=BIL=2×10×1N=20N，由于导体棒ab匀速运动，则F=F安=20N，选项B不符合题意

C、导体棒克服安培力的功率

，选项C符合题意；

D、根据右手定则判断通过电阻的电流为从A到C，选项D符合题意。

8．C

【解析】

【详解】

AB、棒ab水平抛出后做平抛运动，其速度越来越大，但只有水平分速度

切割磁感线产生感应电动势，故

保持不变，选项AB不符合题意；

CD、导体中的自由电荷是带负电的电子随金属棒一块运动，由左手定则可知电子在洛伦兹力的作用下向b端运动，所以a端的电势高，选项C符合题意，选项D不符合题意；

9．B

【解析】

【详解】

A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势,A错误。

BCD.动生电动势产生的本质是电子在磁场中受到洛仑兹力作用产生定向移动形成的，感生电动势产生的本质是变化的磁场产生电场，电子在电场力作用下定向移动形成的，B正确CD错误。

10．C

【解析】

当用外力F拉动ab棒向右运动，根据右手定则，在ab棒中产生b到a的电流，则在cd棒中有c到d的电流，根据左手定则，cd棒受到向右的安培力，所以cd棒将会向右运动．故C正确，ABD错误．故选C．

11．C

【解析】

【详解】

线框穿过磁场时产生感应电流，线框|的机械能减少，线框产生的热量等于线框减少的机械能，线框匀速下落，动能不变，重力势能减少，线框穿过磁场的整个过程中减少的机械能△E=2mgh，则线框产生的热量：

Q=△E=2mgh，

ABD、产生的热量与解析不符，选项ABD不符合题意

C、产生的热量与解析相符，选项C符合题意

12．

（1）

方向为从N到M

（2）

【解析】

【详解】

（1）当导体棒的速度为

时，产生的感应电动势为

回路中的电流大小为

由右手定则可知电流方向为从N到M

（2）导体棒在磁场中运动时，所受安培力大小为

由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上当导体棒的加速度为零时，速度最大即：

可解得最大速度为:

答：

（1）当导体棒的速度为v（未达到最大速度）时，通过MN棒的电流大小为

方向为从N到M；

（2）导体棒运动的最大速度

13．6m/s32W

【解析】

由

和F安＝BId

可得

根据平衡条件可得F＝μmg＋F安

解得v1＝6m/s

由P=I2R得P=32W

14．

（1）电流方向是b→a．安培力方向向上．

（2）

【解析】

试题分析：

（1）金属棒向下切割磁场，根据右手定则，知电流方向是b→a．根据左手定则得，安培力方向向上．

（2）释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动．随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小．当F增大到F=mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度．

由

，

可得

考点：

电磁感应中的力学问题．

15．2:

12:

14:

1

【解析】

试题分析：

根据

，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比．根据焦耳定律

，求出线圈中产生的热量之比．根据

和平衡条件，求出外力大小之比．根据

求解外力功率之比．

（1）根据

，得感应电流

，可知感应电流

，所以感应电流之比

；

（2）由焦耳定律得：

热量

，可知

，则热量之比为2：

1，

（3）匀速运动时，作用在线圈上的外力大小等于安培力大小，

，可知

，则知

，外力功率

，则得

．