高二物理選修3-2粵教版 1.5 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用每課一練1

1、1.5 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 每課一練1（粵教版選修3-2）1如圖11所示，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將()圖11A不變B增大C減少D以上情況都有可能答案B解析當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，將產(chǎn)生如圖所示的電場(chǎng)，帶正電的粒子將受到這個(gè)電場(chǎng)對(duì)它的電場(chǎng)力作用，而使動(dòng)能增大2如圖12所示，用一阻值為R的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為a，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直穿過(guò)金屬環(huán)所在平面電阻為的導(dǎo)體桿AB，沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時(shí)，桿的端電壓為()圖12ABav B.BavC.Bav D.Bav答案C解析當(dāng)電阻為的導(dǎo)體桿AB沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央

2、時(shí)，這個(gè)回路的總電動(dòng)勢(shì)為：E2Bav.并聯(lián)的兩個(gè)半圓環(huán)的等效電阻為，桿的端電壓為UABE·Bav.方法總結(jié)當(dāng)磁場(chǎng)和導(dǎo)體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小在變化，求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，應(yīng)采用公式EBLvsin .3在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng)，如圖13所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是()圖13Av1v2，方向都向右Bv1v2，方向都向左Cv1>v2，v1向右，v2向左Dv1>v2，v1向左，v2向右答案C解析當(dāng)ab棒和cd棒分別向右和向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩棒均相當(dāng)于電源，且串聯(lián)，電路中有最大電動(dòng)勢(shì)，對(duì)應(yīng)最大的順時(shí)針?lè)较?/p>

3、電流，電阻上有最高電壓，所以電容器上有最多電荷量，左極板帶正電4如圖14所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN和PQ是兩條平行的金屬導(dǎo)軌，而ab與cd為串聯(lián)有電壓表和電流表的兩根金屬棒，當(dāng)兩棒以相同速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，正確的是()圖14A電壓表有讀數(shù)，電流表有讀數(shù)B電壓表無(wú)讀數(shù)，電流表無(wú)讀數(shù)C電壓表有讀數(shù)，電流表無(wú)讀數(shù)D電壓表無(wú)讀數(shù)，電流表有讀數(shù)答案B解析當(dāng)ab與cd以相同速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，abcd圍成的閉合回路的磁通量無(wú)變化，則回路內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流，使電壓表和電流表指針偏轉(zhuǎn)必須有電流流過(guò)電表，所以兩表無(wú)示數(shù)，故B選項(xiàng)正確5如圖15甲所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab

4、與金屬框架接觸良好在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開(kāi)始向右在框架上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中桿ab始終垂直于框架圖乙為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力F安隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則圖中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是()圖15答案D解析ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，感應(yīng)電流為I，安培力F安，所以vF安，vt，金屬桿的加速度為定值又由牛頓第二定律FF安ma，即FF安ma，可知D項(xiàng)正確6如圖16所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一段導(dǎo)體桿，它可在ab，

5、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則()圖16Aef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速Bef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止Cef將勻速向右運(yùn)動(dòng)Def將往返運(yùn)動(dòng)答案A解析ef向右運(yùn)動(dòng)，在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，ef棒受安培力將阻礙其向右運(yùn)動(dòng)，即ef要克服安培力做功而使動(dòng)能減少，故ef是向右做減速運(yùn)動(dòng)但值得注意的是，隨速度v的減小，加速度減小，故不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)A正確7如圖17所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍的區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的磁場(chǎng)，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下

6、圖中哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)力作用()圖17答案A解析bba螺線管dc，螺線管下方的導(dǎo)體環(huán)中有磁通量穿過(guò)但由于磁場(chǎng)的變化越來(lái)越慢，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量也越來(lái)越小，根據(jù)楞次定律，為阻礙環(huán)中磁通量的減少，環(huán)將靠近螺線管，即環(huán)受向上的磁場(chǎng)力的作用B選項(xiàng)中，磁場(chǎng)變化越來(lái)越快，螺線管中磁場(chǎng)變強(qiáng)，圓環(huán)中磁通量增大，為阻礙磁通量增大，環(huán)將向下運(yùn)動(dòng)，即受磁場(chǎng)力向下C、D選項(xiàng)中，磁場(chǎng)均勻變化，螺線管中電流恒定，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不變，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，與螺線管無(wú)相互作用的力8如圖18所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直紙面向里，磁場(chǎng)上邊界b和下邊界d水平在豎直

7、面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平線圈從水平面a開(kāi)始下落已知磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離若線圈下邊剛通過(guò)水平面b、c(位于磁場(chǎng)中)和d時(shí)，線圈所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為Fb，F(xiàn)c和Fd，則()圖18AFd>Fc>Fb BFc<Fd<FbCFc>Fb>Fd DFc<Fb<Fd答案D解析本題考查電磁感應(yīng)和安培力相關(guān)知識(shí)線圈在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈相應(yīng)地受到安培力的作用，根據(jù)FILB，EBLv，I，可知安培力F，不難看出安培力與速度成正比，當(dāng)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，沒(méi)有安培力，故Fc0，且其只

8、在重力作用下加速下落，所以vd>vb，即Fd>Fb，答案為D項(xiàng)9(雙選)如圖19所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上質(zhì)量為m、電阻可以不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，在這一過(guò)程中()圖19A作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零B作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C恒力F與安培力的合力所做的功等于零D恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱答案AD解析金屬棒勻速上滑的過(guò)程中，對(duì)金

9、屬棒受力分析可知，有三個(gè)力對(duì)棒做功，恒力F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿斜面向下，做負(fù)功勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零，故合力做功為零，A正確；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D正確10如圖20所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相距20 cm固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌MN和PQ.磁場(chǎng)方向垂直于MN、PQ所在平面導(dǎo)軌上放置著ab、cd兩根平行的可動(dòng)金屬細(xì)棒在兩棒中點(diǎn)OO之間拴一根40 cm長(zhǎng)的細(xì)繩，繩長(zhǎng)保持不變?cè)O(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B以1.0 T/s的變化率均勻減小，abdc回路的電阻為0.50 .求：當(dāng)B

10、減小到10 T時(shí)，兩可動(dòng)邊所受磁場(chǎng)力和abdc回路消耗的功率圖20答案均為0.32 N0.012 8 W解析根據(jù)EE1.0×20×40×104 V0.08 V根據(jù)I，F(xiàn)BILF10××20×102 N0.32 NP W0.012 8 W11兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖21所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長(zhǎng)度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸

11、，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求：圖21(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；(2)電容器所帶的電荷量q.答案(1)(2)解析(1)設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，回路中的電流為I，ab運(yùn)動(dòng)距離s，所用時(shí)間為t，則有EBlvItQI2(4R)t由上述方程得v(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢(shì)差為U，則有UIR電容器所帶電荷量qCU，解得q12如圖22所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力圖22 (1)通過(guò)ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大？答案(1)(2)解