新课标人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应第5节电磁感应现象的两种情况导学案+课件+练习 （3份打包）

5　电磁感应现象的两类情况 1.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,线圈中一定会产生感应电动势[来源:学科网] 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:由感应电流产生的条件可知,只有闭合线圈中磁通量发生改变,才能产生感应电流,如果闭合线圈平面与磁场方向平行,则线圈中无感应电动势和感应电流产生,故A、B错误;由麦克斯韦电磁场理论可知,感生电场的产生与变化的磁场周围有无闭合线圈无关,故C错误,D正确。 答案:D 2.如图甲所示,n=50匝的圆形线圈M,它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则a、b两点的电势高低与电压表的读数为(　　) A.φa>φb,20 V B.φa>φb,10 V C.φa<φb,20 V D.φa<φb,10 V[来源:学+科+网Z+X+X+K] 解析:磁通量均匀增大,由楞次定律知,线圈中感应电流为逆时针方向,又线圈相当于内电路,故φa>φb;E=n=50× V=10 V,因而电压表的读数为 10 V。电压表测量的是电源的电动势,即感应电动势。故答案选B。 答案:B 3.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来。若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列选项中能正确地表示回路中电流对时间的函数关系的是(　　) 解析:当线圈开始运动,尚未进入磁场区时,没有产生感应电流。ab边切割磁感线时产生的感应电动势为定值,因此感应电流也为定值,方向为逆时针(正)。当cd边进入磁场时,ab和cd边产生的感应电动势互相抵消,没有感应电流。当线圈继续运动,在磁场中只有cd边时,感应电流是顺时针(负),数值与前者的等大。cd边离开磁场后,线圈无感应电流。所以C项正确。 答案:C 4.(多选)一个面积S=4×10-2 m2、匝数n=100匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是(　　) A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 解析:磁通量的变化率S,其中磁感应强度的变化率即为B-t图象的斜率。由题图知前2 s的=2 T/s,所以=2×4×10-2 Wb/s=0.08 Wb/s,选项A正确;在开始的2 s内磁感应强度B由2 T减到0,又从0向相反方向的B增加到2 T,所以这2 s内的磁通量的变化量ΔΦ=B1S+B2S=2BS=2×2×4×10-2 Wb=0.16 Wb,选项B错误;在开始的2 s内E=n=100×0.08 V=8 V,选项C正确;第3 s末的感应电动势等于2~4 s内的平均电动势,E=n=nS=100×2×4×10-2 V=8 V,选项D错误。 答案:AC 5. (多选)如图所示,阻值为R的金属棒从图示ab位置分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a'b'位置,若v1∶v2=1∶2,则在这两次过程中(　　) A.回路电流I1∶I2=1∶2 B.产生的热量Q1∶Q2=1∶2 C.通过任一截面的电荷量q1∶q2=1∶2 D.外力的功率P1∶P2=1∶2 解析:感应电动势为BLv,感应电流I=,大小与速度成正比,产生的热量Q=I2Rt=v,B、L、L'、R是一样的,两次产生的热量比等于运动速度比,选项A、B正确;通过任一截面的电荷量q=It=与速度无关,所以这两个过程中,通过任一截面的电荷量之比应为1∶1,选项C错误;金属棒运动中受磁场力的作用,为使棒匀速运动,外力大小要与磁场力相等,则外力的功率P=Fv=BIL·v=,其中B、L、R大小相等,外力的功率与速度的二次方成正比,所以外力的功率之比应为1∶4,选项D错误。 答案:AB 6.如图甲所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所围的区域内有一垂直纸面向里变化的磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体环将受到向上的磁场力作用(　　) 甲 乙 解析:选项A中,abcd中磁通量变化时,产生感应电流,螺线管下方的导体环中有磁通量穿过,但由于磁场的变化越来越慢,穿过圆环的磁通量也越来越小,根据楞次定律,为阻碍环中磁通量的减少,环将靠近螺线管,即环受向上的磁场力的作用。选项B中,磁场变化越来越快,螺线管中磁场变强,圆环中磁通量增大,为阻碍磁通量增大