第四章 5　电磁感应现象的两类情况-2020年高中物理人教版选修3-2习题word+ppt (2份打包)

5　电磁感应现象的两类情况 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列说法中正确的是(　　) A.感生电场由变化的磁场产生 B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定 D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向 解析磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感应电流方向相同,只能由楞次定律判断,A项正确。 答案A 2.(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是(　　) A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流 B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流 C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场 D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场 解析根据感应电流的产生条件,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。 答案BD 3.如图所示,空间有一个方向水平的有界磁场区域,一个矩形线框,自磁场上方某一高度下落,然后进入磁场,进入磁场时,导线框平面与磁场方向垂直,则在进入时导线框不可能(　　) A.变加速下落 B.变减速下落 C.匀速下落 D.匀加速下落 解析导线框刚进入磁场时做什么运动,取决于所受安培力与重力的大小关系。若F安<mg,则加速;若F安>mg,则减速;若F安=mg,则匀速。由于F安随速度发生变化,线框所受合力是变化的,即线框不可能做匀变速运动,应选D。 答案D 4.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小随时间变化而变化。下列说法中正确的是(　　) A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小 B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大 C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大 D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变 解析线框中的感应电动势为E=S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=,因为B增大或减小时,可能减小,可能增大,也可能不变。故选项A、D正确。 答案AD 5.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是(　　) 解析设磁感应强度为B,线框边长为l,速度为v,则四种情况的感应电动势都是Blv,但B中ab为电源,ab两点间的电势差为路端电压Uab=Blv,其他三种情况下,Uab=Blv,故选B。 答案B 6.如图所示,MN、PQ为光滑金属导轨,磁场垂直于导轨平面,C为电容器,导体棒ab垂直跨接在导轨之间,原来ab静止,C不带电,现给导体棒ab一初速度v0,则导体棒 (　　) A.做匀速运动 B.做匀减速运动 C.做加速度减小的减速运动,最后静止 D.做加速度减小的减速运动,最后匀速运动 解析ab棒切割磁感线,产生感应电动势,给电容器充电,同时ab棒在安培力作用下减速,当电容器两极板间电压与ab棒的电动势相等时,充电电流为零,安培力为零,ab棒做匀速运动,D正确。 答案D 7.如图所示,在水平平行放置的两根光滑长直导轨MN与PQ上,放着一根直导线ab,ab与导轨垂直,它在导轨间的长度L=20 cm,这部分的电阻r=0.02 Ω。导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.20 T,电阻R=0.08 Ω,其他电阻不计。ab的质量为0.02 kg。 (1)打开开关S,ab在水平恒力F=0.01 N的作用下,由静止沿导轨滑动,经过多长时间速度才能达到10 m/s? (2)上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的? (3)当ab的速度达到10 m/s时,闭合开关S,为了保持ab仍能以10 m/s的速度匀速运动,水平拉力应变为多少? 解析(1)由牛顿第二定律F=ma,得 a= m/s2=0.5 m/s2, t= s=20 s (2)感应电动势E=BLv=BLat=0.02t,感应电动势与时间成正比。 (3)导线ab保持以10 m/s的速度运动,受到的安培力 F安=BIL==0.16 N 安培力与拉力F是一对平衡力,故F拉=0.16 N。 答案(1)20 s　(2)E=0.02t　(3)0.16 N 能力提升 1. 如图所示,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化