學(xué)年高中物理第四章電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩類情況練習(xí)新人教版選修2

1、學(xué)年高中物理第四章電磁感覺電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況練習(xí)新人教版選修學(xué)年高中物理第四章電磁感覺電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況練習(xí)新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第四章電磁感覺電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況練習(xí)新人教版選修4-5電磁感覺現(xiàn)象的兩類狀況時(shí)間：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共60分)1在以以下列圖的四種磁場狀況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()答案C分析依照Eneqf(,t)可知：恒定的感生電場，必定由平均變化的磁場產(chǎn)生，C正確。2以以下列圖，在一水平圓滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一帶正電小球質(zhì)量為m，電荷量為q，在槽內(nèi)沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)加一豎直向上的平均變化的勻強(qiáng)磁場，且B逐漸增大

2、，則()A小球速度變大B小球速度變小C小球速度不變D以上三種狀況都有可能答案A分析在此空間中，沒有閉合導(dǎo)體，但磁場的變化，使空間產(chǎn)生感覺電場。依照楞次定律得感覺電場以以下列圖，又因小球帶正電荷，電場力與小球速度同向，電場力對小球做正功，小球速度變大。A正確。3(多項(xiàng)選擇)以以下列圖，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強(qiáng)磁場所區(qū)，且v12v2，則在先后兩種狀況下()A線圈中的感覺電動(dòng)勢之比為E1E221B線圈中的感覺電流之比為I1I212C線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q214D經(jīng)過線圈某橫截面的電荷量之比q1q211答案AD分析v12v2，依照EBLv，可知感覺電動(dòng)勢之比為E1E2

3、21，感覺電流Ieqf(E,R)，則感覺電流之比為I1I221，所以A正確，B錯(cuò)誤。v12v2，可知將線圈拉出磁場所用時(shí)間之比為t1t212，依照QI2Rt，可知線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比為Q1Q221，故C錯(cuò)誤。依照qItneqf(,R)，可知經(jīng)過線圈某橫截面的電荷量之比為q1q211，所以D正確。4在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓形線圈，規(guī)定線圈中感覺電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t如圖乙所示變化時(shí)，正確表示線圈中感覺電動(dòng)勢E隨時(shí)間t變化的圖象是()答案A分析由法拉第電磁感覺定律有：Eneqf(,t)neqf(BS,t)，在t0到t1s這段時(shí)間，B平均

4、增大，則eqf(B,t)為一恒量，則E為一恒量，再由楞次定律可判斷感覺電流為順時(shí)針方向，則感覺電動(dòng)勢為正當(dāng)。在t1s到t3s這段時(shí)間，B不變化，則感覺電動(dòng)勢為零，在t3s到t5s這段時(shí)間，B平均減小，則eqf(B,t)為一恒量，且B變化得較慢，則E為一恒量，且比t0到t1s這段時(shí)間的小，為其大小的一半，再由楞次定律，可判斷感覺電流為逆時(shí)針方向，則感覺電動(dòng)勢為負(fù)值。綜上所述，所以A選項(xiàng)正確。5.以以下列圖，勻強(qiáng)磁場方向豎直向下，磁感覺強(qiáng)度為B。正方形金屬框abcd可繞圓滑軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，邊長為L，總電阻為R，ab邊質(zhì)量為m，其他三邊質(zhì)量不計(jì)，現(xiàn)將abcd拉至水平川址，并由靜止釋放，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)豎直地

5、址，ab邊的速度大小為v，則在金屬框內(nèi)產(chǎn)生的熱量大小等于()A.eqf(mgLmv2,2)B.eqf(mgLmv2,2)CmgLeqf(mv2,2)DmgLeqf(mv2,2)答案C分析金屬框繞圓滑軸轉(zhuǎn)下的過程中機(jī)械能有損失但能量守恒，損失的機(jī)械能為mgLeqf(mv2,2)，故產(chǎn)生的熱量為mgLeqf(mv2,2)，選項(xiàng)C正確。6.以以下列圖，由平均導(dǎo)線制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進(jìn)入一磁感覺強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示地址(aOb90)時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢差為()A.eqr(2)BRvB.eqf(r(2),2)BRvC.eqf(r(2),4)BRvD.eqf(3r(2),

6、4)BRv答案D分析設(shè)整個(gè)圓環(huán)電阻是r，則其外電阻即磁場外的部分的電阻是圓環(huán)總電阻的eqf(3,4)，由幾何知識(shí)可得在磁場內(nèi)切割磁感線的有效長度是eqr(2)R，其相當(dāng)于電源，EBeqr(2)Rv，依照歐姆定律可得Ueqf(f(3,4)r,r)Eeqf(3r(2),4)BRv，D正確。7在邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框內(nèi)，以對稱軸ab為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場。以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示。則在0t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中()A無感覺電流B感覺電流逐漸變大C感覺電流為順時(shí)針方向，大小為eqf(L2B0,t0R)D感覺電流

7、為逆時(shí)針方向，大小為eqf(2L2B0,t0R)答案C分析依照楞次定律可知，導(dǎo)線框的左半邊的感覺電流方向是順時(shí)針方向，而導(dǎo)線框的右半邊的感覺電流方向也是順時(shí)針方向，則整個(gè)導(dǎo)線框有感覺電流且方向是順時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感覺定律，因磁場的變化，以致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感覺電動(dòng)勢，結(jié)合題意可知，產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢正好是兩半邊分別產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢之和，即E2eqf(L2B0,2t0)，再由閉合電路歐姆定律可得感覺電流大小為Ieqf(E,R)eqf(L2B0,t0R)，故C正確，B、D錯(cuò)誤。8(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸優(yōu)異，

8、整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感覺強(qiáng)度B的變化狀況如圖乙所示(圖示磁感覺強(qiáng)度方向?yàn)檎?，MN素來保持靜止，則0t2時(shí)間內(nèi)()A電阻R上經(jīng)過恒定的電流B電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電CMN所受摩擦力的大小素來沒變DMN所受安培力的方向先向右后向左答案AD分析由題圖乙知，磁感覺強(qiáng)度平均變化，依照法拉第電磁感覺定律可知，回路中產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢，電路中電流恒定，電阻R兩端的電壓恒定，則電容器的電壓恒定，故電容器C的電荷量大小素來沒變。依照楞次定律判斷可知，經(jīng)過R的電流素來向下，電容器上板a電勢較高，素來帶正電，所以A正確，B錯(cuò)誤；MN素來保持靜止，則在水平方向上，安培力素來等于摩擦力，依照安培力公

9、式FBIL，I、L不變，因?yàn)榇鸥杏X強(qiáng)度變化，MN所受安培力的大小變化，故C錯(cuò)誤。由楞次定律判斷得知，MN中感覺電流方向素來向上，而磁場B方向開始垂直紙面向外，后變成垂直紙面向里，由左手定則判斷可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，所以D正確。9平面上的圓滑平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著圓滑導(dǎo)體棒ab、cd，兩棒用細(xì)線系住，細(xì)線拉直但沒有張力。開始時(shí)勻強(qiáng)磁場的方向如圖甲所示，而磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，不計(jì)ab、cd間電流的相互作用，則細(xì)線中的張力大小隨時(shí)間變化的狀況為圖丙中的()答案D分析由題圖乙所示圖象可知，0到t0時(shí)間內(nèi)，磁場向里，磁感覺強(qiáng)度B平均減小，線圈中磁通量平均減小，由法拉

10、第電磁感覺定律得知，回路中產(chǎn)生恒定的感覺電動(dòng)勢，形成恒定的感覺電流；由楞次定律可得出電流方向沿順時(shí)針方向，故ab受力向左，cd受力向右，而張力FF安BIL，因B減小，故張力將減??；在t0時(shí)辰，B為0，則安培力為0；t0到t1時(shí)間內(nèi)，線圈中的磁場向外，B平均增大，回路中產(chǎn)生恒定的感覺電流，由楞次定律可知，電流為順時(shí)針，由左手定則可得出，兩棒受力均向里，故兩棒湊近，細(xì)線中張力消失，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。10(多項(xiàng)選擇)以以下列圖，有一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m，由高h(yuǎn)處自由落下，其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場所區(qū)后，線框開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊cd剛穿出磁場時(shí)，速度減小為ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)速度

11、的一半，此勻強(qiáng)磁場的寬度也是l，則以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是()A線框穿過磁場所區(qū)時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B線框穿過磁場所區(qū)時(shí)加速度方向先向上后向下C線框進(jìn)入磁場時(shí)的加速度大于穿出磁場時(shí)的加速度D線框穿過磁場所區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgeqblc(rc)(avs4alco1(2lf(3,4)h)答案CD分析線框穿過勻強(qiáng)磁場過程中，碰到重力和安培力作用，設(shè)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v1，則EBlv1，所以電路中的電流Ieqf(E,R)eqf(Blv1,R)，安培力FBIleqf(B2l2v1,R)，由此可知，安培力與速度有關(guān)，由牛頓第二定律知eqf(B2l2v1,R)mgma，故線框在穿過磁場的過程中加

12、速度隨v的減小而減小，隨著v的減小，安培力Feqf(B2l2v1,R)逐漸減小，但必有Fmg，所以加速度不可以能向下，則A、B錯(cuò)誤，C正確；線框從釋放至穿過磁場的過程中，設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒定律得mg(h2l)Qeqf(1,2)meqblc(rc)(avs4alco1(f(v1,2)2，mgheqf(1,2)mveqoal(2,1)，解得Qmgeqblc(rc)(avs4alco1(2lf(3,4)h)，故D正確。二、非選擇題(共2小題，40分)11(20分)以以下列圖，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的、長為1m、質(zhì)量為0.1kg的導(dǎo)體棒MN，其電阻R為1，導(dǎo)體棒架在處于磁感覺強(qiáng)度B1T，豎

13、直放置的框架上，當(dāng)導(dǎo)體棒上升h3.8m時(shí)獲得牢固的速度，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量為2J，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒時(shí)，電壓表、電流表計(jì)數(shù)分別為7V、1A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r1，不計(jì)框架電阻及所有摩擦；若電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，g取10m/s2，求：(1)導(dǎo)體棒能達(dá)到的牢固速度為多少？(2)導(dǎo)體棒從靜止達(dá)到牢固所需的時(shí)間為多少？答案(1)2m/s(2)1s分析(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為PUAIAIeqoal(2,A)r6W，F(xiàn)安BILeqf(B2L2v,R)。當(dāng)導(dǎo)體棒的速度穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)，由平衡條件得eqf(P,v)mgeqf(B2L2v,R)，解得v2m/s。(2)由能量守恒定律得PtQmgheqf(1,2)mv2，QI2Rt解

14、得t1s。122017天津高考(20分)電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮表示如圖，圖中直流電源電動(dòng)勢為E，電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的圓滑平行金屬導(dǎo)軌間距離為l，電阻不計(jì)。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌優(yōu)異接觸。第一開關(guān)S接1，使電容器圓滿充電。此后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感覺強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)，MN開始向右加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)MN上的感覺電動(dòng)勢與電容器兩極板間的電壓相等時(shí)，回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，此后走開導(dǎo)軌。問：(1)磁場的方向；(2)MN剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大??；(3)MN走開導(dǎo)軌后電容器上節(jié)余的電荷量Q是多少。答案(1)垂直于導(dǎo)軌平面向下(2)eqf(BlE,mR)(3)eqf(B2l2C2E,mB2l2C)分析(1)將S接1時(shí)，電容器充電，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，當(dāng)將S接2時(shí)，電容器放電，流經(jīng)MN的電流由M到N，又知MN向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。(2)電容器圓滿充電后，兩極板間電壓為E，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電容器放電，設(shè)剛放電時(shí)流經(jīng)MN的電流為I，有Ieqf(E,R)設(shè)MN碰到的安培力為F，有FBIl由牛頓第二定律，有Fm