2.3电磁感应规律的应用 同步作业（解析版）高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

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1、 2.3电磁感应规律的应用A组基础达标1如图所示，导体棒AB的长为2R，绕O点以角速度匀速转动，OB长为R，且O、B、A三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为()ABR2B2BR2C4BR2D6BR2【答案】C【解析】A点线速度vA3R，B点线速度vBR，AB棒切割磁感线的平均速度2R，由EBLv得，AB两端的电势差大小为EB2R4BR2，C正确2如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场当圆环运动到图示位置(aOb90)时，a、b两点的电势差为()ABRvBBRv CBRvDBRv【

2、答案】D【解析】设整个圆环电阻是r，则其外电阻是圆环总电阻的，而在磁场内切割磁感线的有效长度是R，其相当于电源，EBRv，根据欧姆定律可得UEBRv，D正确3一直升机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则()AEfL2B，且a点电势低于b点电势BE2fL2B，且a点电势低于b点电势CEfL2B，且a点电势高于b点电势DE2fL2B，且a点电势高于b点电势【答案】A【解析】

3、螺旋桨叶片围绕着O点转动，产生的感应电动势为EBLvBLvbBL(L)B(2f)L2fL2B，由右手定则判断出b点电势比a点电势高，故A正确4(多选)如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上质量为m、电阻可以忽略不计的金属棒ab，在沿着斜面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，且上升的高度为h，在这一过程中()A作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C恒力F与安培力的合力所做的功等于零D恒力F与重力的合力所做的

4、功等于电阻R上产生的焦耳热【答案】AD【解析】金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对金属棒做功，恒力F做正功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，A正确；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于R上产生的焦耳热，故恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确5如图所示，足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为

5、0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度大小以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 WD15 m/s9 W【答案】B【解析】导体棒MN匀速下滑时受力如图所示，由平衡条件可得F安mgcos 37mgsin 37，所以F安mg(sin 37cos 37)0.4 N，由F安BIL得I1 A，所以EI(R灯RMN)2 V，导体棒的运动速度v5 m/s，小灯泡消耗的电功率为P灯I2R灯1 WB

6、正确6(2020年临沂期末)如图所示，光滑铜环水平固定，半径为l，长为l、电阻为r的铜棒OA的一端在铜环的圆心O处，另一端与铜环良好接触，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中现使铜棒OA以角速度逆时针(俯视)匀速转动，A端始终在铜环上，定值电阻的阻值为3r，上方导线与O点连接，下方导线与铜环连接，其他电阻不计下列说法正确的是()AO点的电势比A点的电势高B回路中通过的电流为C该定值电阻两端的电压为Bl2D该定值电阻上的热功率为【答案】C【解析】由右手定则可知电流方向从O点指向A点，OA是电源，电流从低电势流向高电势，故O点的电势比A点的电势低，故A错误；由法拉第电磁感应定律

7、可知EBlBl2，由闭合电路欧姆定律可知回路中通过的电流为I，两式联立可得I，故B错误；该定值电阻两端的电压为UI3r，将前面求得电流值代入可得UBl2，故C正确；由焦耳定律可知该定值电阻上的热功率PI23r，故D错误B组能力提升7(多选)(2020年北大附中调研)如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好，整个装置放置在垂直于导轨平面的磁场中，磁感应强度B随时间的变化情况如图乙所示(图甲所示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0t2时间内()A电容器C的电荷量大小始终不变B电容器C的a板先带正电后带负电CMN所受安培力的方向先

8、向右后向左DMN所受安培力的在大小始终不变【答案】AC【解析】由图乙知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势恒定，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，则电容器两端的电压恒定，根据QCU可知电容器C的电荷量大小始终不变，故A正确；根据楞次定律判断可知，通过导体棒的电流一直向上，故电容器a板电势为较高，一直带正电，故B错误；由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故C正确；根据安培力公式FBIL，I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故D错误8如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平

9、行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是()A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2D整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2【答案】C【解析】因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小而减小，所以金属棒向左做加速度逐渐减小的减速运动根据E，qItt，解得x.整个过程中金属棒克服安培力做功等于

10、金属棒动能的减少量mv2.整个过程中电路中产生的热量等于动能的减少量mv2，电阻R上产生的焦耳热为mv2.9匀强磁场的磁感应强度B0.2 T，磁场宽度l4 m，一正方形金属框边长为l1 m，每边的电阻r0.2 ，金属框以v10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示则：(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，各阶段的等效电路图；(2)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的it图线；(要求写出作图依据)(3)画出ab两端电压的Ut图线(要求写出作图依据)解：(1)如图(a)所示，金属框的运动过程分为三个阶段：第阶段cd相当于电源；第阶段cd和ab相当于开路时两并联的电源；第阶段ab相当于电源，各阶段的等效电路图分别如图(b)、(c)、(d)所示(2)(3)第阶段，有I12.5 A，感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为t10.1 s，ab两端的电压为U1I1r2.50.2 V0.5 V，在第阶段，有I20，ab两端的电压U2EBlv2 V，t2 s0.3 s，在第阶段，有I32.5 A，感应电流方向为顺时针方向ab两端的电压U3I33r1.5 V，t30.1 s，规定逆时针方向为电流正方向，故it图像和ab两端Ut图像分别如图甲、乙所示