【學(xué)練考】2015-2016學(xué)年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊：4.5-電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況

5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況知識點一感生電動勢1．在如圖L4-5-1所示的四種磁場變化情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()圖L4-5-12．(多選)下列說法中正確的是()A．感生電場由變化的磁場產(chǎn)生B．恒定的磁場也能在周圍空間產(chǎn)生感生電場C．感生電場的方向也同樣可以用楞次定律和右手螺旋定則來判定D．感生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向3．如圖L4-5-2所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)磁感應(yīng)強度均勻增大時，此粒子的動能將()圖L4-5-2A．不變B．增大C．減少D．以上情況都有可能4．如圖L4-5-3所示，水平導(dǎo)軌間距L1＝0.5m，ab桿與導(dǎo)軌左端的距離L2＝0.8m，由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R＝0.2Ω，方向豎直向下的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0＝1T，重物A的質(zhì)量M＝0.04kg，用細繩通過定滑輪與ab桿的中點相連，各處的摩擦均可忽略不計．現(xiàn)使磁感應(yīng)強度以eq\f(ΔB,Δt)＝0.2T/s的變化率均勻地增大，當(dāng)t為多少時，A剛好離開地面？(g取10m/s2圖L4-5-3知識點二動生電動勢5．(多選)我國處在地球的北半球，飛機在我國上空勻速地巡航，機翼保持水平，飛機高度不變，由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差．設(shè)左側(cè)機翼末端處的電勢為φ1，右側(cè)機翼末端處的電勢為φ2，則()圖L4-5-7A.eq\f(4ωB0,π)B.eq\f(2ωB0,π)C.eq\f(ωB0,π)D.eq\f(ωB0,2π)10．如圖L4-5-8所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強磁場垂直于ab棒斜向下．從某時刻開始磁感應(yīng)強度均勻減小，同時施加一個水平方向的外力F使金屬棒ab保持靜止，則F()圖L4-5-8A．方向向右，且為恒力B．方向向右，且為變力C．方向向左，且為變力D．方向向左，且為恒力11．如圖L4-5-9所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adcb構(gòu)成一個邊長為l的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計，開始時磁感應(yīng)強度為B0.(1)若從t＝0時刻起，磁感應(yīng)強度均勻增加，每秒增量為k，同時保持棒靜止．求棒中的感應(yīng)電流并在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向．(2)在上述(1)情況中，始終保持棒靜止，當(dāng)t＝t1時，需加的垂直于棒的水平拉力為多大？(3)若從t＝0時刻起，磁感應(yīng)強度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度應(yīng)怎樣隨時間變化？(寫出B與t的關(guān)系式)圖L4-5-95電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況1．C[解析]據(jù)麥克斯韋電磁理論，要產(chǎn)生恒定的感生電場，必須由均勻變化的磁場產(chǎn)生，C對．2．AC[解析]磁場變化時在空間激發(fā)感生電場，其方向與所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，可由楞次定律和右手螺旋定則判斷，A、C項正確．3．B[解析]當(dāng)垂直紙面向里的磁場增強時，產(chǎn)生逆時針方向的感生電場，帶正電的粒子將受到這個電場對它的作用，動能增加，故B正確．4．5s[解析]根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感生電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)L1L2，回路中的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)，ab桿所受的安培力F安＝BL1I＝(B0＋eq\f(ΔB,Δt)t)L1I，重物剛好離開地面時F安＝Mg聯(lián)立解得t＝5s.5．AC[解析]在北半球，地磁場有豎直向下的分量，飛機在水平飛行過程中，機翼切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，應(yīng)用右手定則可以判斷兩邊機翼的電勢高低．伸開右手，讓大拇指與其余四指在同一平面內(nèi)，并且垂直，讓磁感線穿過手心，即手心朝上，大拇指指向飛機的飛行方向，其余四指指的方向就是感應(yīng)電流的方向，由于不是閉合電路，電路中只存在感應(yīng)電動勢，仍然按照有電流來判斷，整個切割磁感線的兩邊機翼就是電源，在電源內(nèi)部，電流是從低電勢處流向高電勢處的．因此不管飛機向哪個方向飛行，都是左邊機翼末端電勢高，即A、C選項正確．6．E＝eq\f(\r(3),3)Bveq\o\al(2,0)t[解析]設(shè)ab從O點出發(fā)時開始計時，經(jīng)過時間t后，ab勻速運動的距離為s，則有s＝v0t.在△bOc中，由tan30°＝eq\f(bc,s)，有bc＝v0t·tan30°.則金屬棒ab接入回路的bc部分切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝Bv0bc＝Bveq\o\al(2,0)ttan30°＝eq\f(\r(3),3)Bveq\o\al(2,0)t.7．B[解析]根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷電容器上極板帶正電；因為磁感應(yīng)強度是均勻增大的，故感應(yīng)電動勢大小恒定，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S，可得E＝eq\f(ΔB,Δt)·l1l2＝5×10－2×5×10－2×8×10－2V＝2×10－4V，即電容器兩板間電壓U為2×10－4V，所以電容器帶電荷量為Q＝CU＝30×10－6×2×10－4C＝6×10－9C，故B正確．8．A[解析]當(dāng)磁場增強時，由楞次定律知感生電場沿逆時針方向，帶負電的小球在感生電場的作用下沿順時針方向運動．9．C[解析]設(shè)半圓弧的半徑為L，導(dǎo)線框的電阻為R，當(dāng)線框以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝eq\f(1,2)B0ωL2.當(dāng)線框不動而磁感應(yīng)強度隨時間變化時，E2＝eq\f(1,2)πL2eq\f(ΔB,Δt)，由eq\f(E1,R)＝eq\f(E2,R)得eq\f(1,2)B0ωL2＝eq\f(1,2)πL2eq\f(ΔB,Δt)，即eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(ωB0,π)，故C項正確．10．C[解析]由E＝neq\f(ΔB,Δt)·S可知，因磁感應(yīng)強度均勻減小，故感應(yīng)電動勢E恒定，由F安＝BIL，I＝eq\f(E,R)可知，ab棒所受的安培力隨B的減小均勻變小，由外力F＝F安可知，外力F也均勻減小，為變力，由左手定則可判斷F安水平方向上的分量向右，所以外力F水平向左，C正確．11．(1)eq\f(kl2,r)在圖中標(biāo)出電流方向為逆時針(圖略)(2)(B0＋kt1)eq\f(kl3,r)(3)B＝eq\f(B0l,l＋vt)[解析](1)感應(yīng)電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝kl2感應(yīng)電流I＝eq\f(E,r)＝eq