2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习：4.5电磁感应现象的两类情况

《2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习：4.5电磁感应现象的两类情况》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年秋人教版物理选修3-2同步含解析练习：4.5电磁感应现象的两类情况（7页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、A 级 抓基础1.（多选）下列说法中正确的是（ ）A.动生电动势的产生与洛伦兹力有关B.因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C.动生电动势的方向可以由右手定则来判定D.导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：由动生电动势产生原因知 A、C 正确，B 错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故 D 错误.答案：AC2.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将（ ）A.沿顺

2、时针方向运动B.沿逆时针方向运动C.在原位置附近往复运动D.仍然保持静止状态解析：当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动.答案：A3.如图所示，有一匝接在电容器 C 两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场 B，已知圆的半径 r5 cm，电容 C20 F，当磁场 B 以 4102 T/s 的变化率均匀增加时，则（ ）A.电容器 a 板带正电，电荷量为 2109 CB.电容器 a 板带负电，电荷量为 2109 CC.电容器 b 板带正电，电荷量为 4109 CD.电容器 b 板带负电，电荷量为 4109

3、 C解析：圆环为电源，所以 a 是正极带正电.E S 104 V，所以BtQUC 2 109 C.答案：A4.如图所示，矩形线框 abcd 的 ad 和 bc 的中点 M、N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，下列说法中正确的是（ ）A.穿过线框的磁通量不变化， MN 间无感应电动势B.MN 这段导体做切割磁感线运动，MN 间有电势差C.MN 间有电势差，所以电压表有示数D.因为有电流通过电压表，所以电压表有示数解析：穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但 ab、MN、dc 都切割磁感线，它们都有感应电动势，故 A 错， B 对；无

4、电流通过电压表，电压表无示数，C、D 错.答案：B5.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为 B.正方形金属框 abcd 可绕光滑轴 OO转动，边长为 L，总电阻为 R，ab 边质量为 m，其他三边质量不计，现将 abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间 t 到达竖直位置，ab 边的速度大小为 v，则在金属框内产生的热量大小等于（ ）A. B.mgL mv22 mgL mv22C.mgL D.mgLmv22 mv22解析：金属框绕光滑轴转下的过程中机械能有损失但能量守恒，损失的机能能为mgL ，故产生的热量为 mgL ，选项 C 正确.mv22 mv22答案：C6.如图所示，在竖直平

5、面内有两根平行金属导轨，上端与电阻 R 相连，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面 .一质量为 m 的金属棒以初速度 v0 沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计.下列说法正确的是（ ）A.回到出发点的速度 v 大于初速度 v0B.通过 R 的最大电流，上升过程小于下落过程C.电阻 R 上产生的热量，上升过程大于下落过程D.所用时间上升过程大于下落过程解析：金属棒切割磁感线运动，由右手定则和法拉第电磁感应定律、安培力公式可知金属棒下行和上行时的受力情况，由能量守恒定律可知，金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以回到出发点的速

6、度 v小于初速度 v0，选项 A 错误；设金属棒运动的速度为 v，长度为 l，那么感应电动势 EBl v，通过 R 的电流 I ，可见，当金属棒ER BlvR运动速度 v大时，通过 R 的电流大，因为金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以运动到同一高度处，上升时的速度大于下降时的速度，所以通过 R 的最大电流上升过程大于下落过程，选项 B 错误；同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到的安培力，由于上升和下降的高度相同，所以上升过程克服安培力所做的功大于下降时克服安培力做的功，故电阻 R 上产生的热量上升过程大于下落过程，选项 C 正确；研究金属棒的上升过程时，可以采取逆向思维

7、法，把上升过程看作金属棒从最高点自由下落，显然，下落的加速度 a1ga 2，其中 a2为金属棒返回下落时的加速度，显然，下落相同高度，t1t 2，选项 D 错误.答案：CB 级 提能力7.如图，MN 和 PQ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为 L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为 R 的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为 d、方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场.质量为 m、电阻也为 R 的金属棒从高度为 h 处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（ ）A.流过金属棒

8、的最大电流为Bd2gh2RB.通过金属棒的电荷量为BdLRC.克服安培力所做的功为 mghD.金属棒产生的焦耳热为 mg（hd）12解析：金属棒滑下过程中，根据动能定理有 mgh mv ，根据法拉第电磁感应定律12 2m有 Em BLvm，根据闭合电路欧姆定律有 Im ，联立三式得 Im ，故 A 错误；Em2R BL2gh2R根据 q 可知，通过金属棒的电荷量为 ，故 B 错误；金属棒运动的全过程中，根据2R BdL2R动能定理得 mghW fW 安 0，所以克服安培力做的功小于 mgh，故 C 错误；由Wfmgd ，金属棒克服安培力做的功完全转化成电热，由题意可知金属棒与电阻 R 上产生的

9、焦耳热相同，设金属棒上产生的焦耳热为 Q，故 2QW 安 ，Q mg（hd） ，故12D 正确.答案：D8.如图所示，可绕固定轴 OO转动的正方形线框的边长为 L，不计摩擦和空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置所用的时间为 t，ab 边的速度为 v，设线框始终处在竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，试求：（1）这个过程中回路中的感应电动势.（2）到达竖直位置时回路中的感应电动势.解析：（1） .E t BL2 0t BL2t（2）在竖直位置 Bv，所以 EBL v.9.如图所示，MN、PQ 为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距 l0.5 m，导轨左端连接一个 R0.2

10、的电阻和一个理想电流表 A，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度 B1 T 的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.一根质量 m0.4 kg、电阻 r 0.05 的金属棒与磁场的左边界 cd 重合.现对金属棒施加一水平向右、大小为 0.4 N 的恒定拉力 F，使棒从静止开始向右运动，已知在金属棒离开磁场右边界 ef 前电流表的示数已保持稳定.（1）求金属棒离开磁场右边界 ef 时的速度大小；（2）当拉力 F 的功率为 0.08 W 时，求金属棒的加速度.解析：（1）由题意可知，当金属棒离开右边界 ef 时已达到最大速度vmax，E Bl vmax，I ，ER rF 安 BIl，F 安

11、F，联立以上各式并代入数据，得 vmax0.4 m/s.（2）当力 F 的功率为 0.08 W 时，金属棒的速度v 0.2 m/s，PFFF 安 ma，即 F ma ，B2l2vR r代入数据得 a0.5 m/s 2，方向向右 .10.如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角 30的斜面上，导轨上、下端各接有一个阻值 R20 的电阻，导致电阻忽略不计，导轨宽度 L2 m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B1 T.质量 m0.1 kg、连入电路的电阻为 r10 的金属棒 ab 在导轨斜面较高处由静止释放 .当金属棒 ab 下滑高度 h3 m 时，速度恰好达到最

12、大值 v2 m/s.金属 ab 在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好， g取 10 m/s2.求：（1）金属棒 ab 由静止至下滑高度为 3 m 的运动过程中机械能的减少量.（2）金属棒 ab 由静止至下滑高度为 3 m 的运动过程中导轨上端电阻 R 中产生的热量.解析：（1）金属棒 ab 机械能的减少量Emgh mv22.8 J.12（2）速度最大时金属棒 ab 产生的电动势EBLv，产生的电流 I ，Er R2此时的安培力 FBIL10.22 N 0.4 N ，由题意可知，所受摩擦力Ff mgsin 30F N0.1 N，(0.11012 0.4)由能量守恒知，损失的机械能等于金属棒 ab

13、 克服摩擦力做功和产生的电热之和，电热 Q E （2.8 0.132）J2.2 J，又上、下端电阻并联后再与金属棒 ab 串Ffhsin 30联，公式 QI 2 t，(r R2)则上端电阻 R 中产生的热量 QR 2.2 J0.55 J.Q4 1411.如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长为 L1 m、质量为 m0.1 kg 的导体MN，其电阻 R1 ，导体棒架在磁感应强度 B1 T、竖直放置的框架上，当导体棒上升h3.8 m 时获得稳定的速度，导体产生的热量为 14 J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的示数分别为 7 V、1 A，电动机内阻 r1 ，不计框架电阻及一切摩擦，g 取 10 m/s2，求：（1）棒能达到的稳定速度；（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间.解析：（1）电动机的输出功率 P 出 IUI 2r6 W ，棒达到稳定速度时，有 Fmg BILmg ，B2L2vmR而电动机的输出功率 P 出 Fv m，由以上各式解得 vm2 m/s.（2）从棒开始运动至达到稳定速度的过程中，由能量守恒定律，有 P 出 tmgh mv Q ，12 2m解得完成此过程所需要的时间 t3 s.