【试题】《电磁感应现象的两类情况》练习1.docx

电磁感应现象的两类情况同步练习1. 2014杭州高二检测如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带 正电小球质量为山，电荷量为外在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀 变化的匀强磁场，且3逐渐增加，贝！|()A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.以上三种情况都有可能解析：在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感应电场。据楞次定 律得出如图所示感应电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做 正功，小球速度变大。A选项正确。答案：A2. 一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为员 直升机螺旋桨叶片的长度为1,螺旋桨转动的频率为力顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋 桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为e远轴端为人如图所示。如果忽略a到转 轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，贝！1()A. E=nft2B,且。点电势低于b点电势B. E=2nfl2B9且a点电势低于6点电势C.E=nfPB9且点电势高于万点电势D. E=2nfPB9且点电势高于力点电势解析：螺旋桨是叶片围绕着。点转动，产生的感应电动势为£=8历=；8历力=；引(0/) =1B(27r/)/2=7r/Z2B,由右手定则判断出点电势比点电势高。答案：A3 .在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是()解析：据麦克斯韦电磁理论，恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，C对。答案：c4 .在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感 应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间/如图乙所示变化时，正确表 示线圈中感应电动势E变化的是()解析：由法拉第电磁感应定律，有：E=trt=n 9在£=0到f=ls, 3均匀增大，则普为一恒量，则E为一恒量，再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值。在1=ls到£=3s,区不变化，则感应电动 势为零，在f=3s到£=5s, B均匀减小，则¥为一恒量，但B变化得较慢，则E为一恒量，但比£=0到£=ls小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针方向，则电动势为 负值。综上所述，所以A选项正确。答案：A5 .在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示。已知电容C=30pF,回 路的长和宽分别为Zi=8 cm, /2=5 cm,磁感应强度以变化率5X 10-2 T/s增大,贝！1（）A.电容器的上极板带正电，电荷量为2X10-9 CB.电容器的上极板带负电，电荷量为6X109 CC.电容器的上极板带正电，电荷量为6X10-9 CD.电容器的上极板带负电，电荷量为8X10-9 c解析:由于6=笑=粤=5X10-2X8X10-2X5X10-2 V=2X 10"4 V,Q= CE=30X10-6X2X IO_4 C = 6X10-9 C,又由楞次定律可知上极板带正电，C正确。答案：c6 .如图所示，用铝板制成“U”形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在此框 的上方，让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度。匀速运动，悬线拉力为2T。 则（）A.悬线竖直，Fr=mgB.悬线竖直，Fj<mgC.。选择合适的大小，可使Fr=OD.因条件不足，Ft与mg的大小关系无法确定解析：设上、下两板之间距离为d,当框架向左切割磁感线时，由右手定则可知下板电 势比上板高，由动生电动势公式可知U=Bdv9故在两板间产生从下向上的电场，£=7= Bv9假若小球带正电，则受到向下的洛伦兹力 区区，向上的电场力qE=qpB,故绳的拉力 Fr=mg9同理，若小球带负电，故可得到同样的结论。答案：A7 . 2014杭州高二检测三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂 直，磁感应强度5随时间变化的图象如图所示。£=0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则 在04 s时间内，线框的打边所受安培力随时间变化的图象如图所示（力的方向规定向右 为正）（）解析：01s,根据楞次定律和左手定则，口边受力方向向左，大小厂=壮翳，同iXlK理可判断之后3 s时间内受力变化规律，可得B项正确。答案：B8 .如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场 中，金属杆刈与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分 电阻忽略不计。现用一水平向右的外力b作用在金属杆M上，使金属杆由静止开始向右在 框架上滑动，运动中杆口始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力方安随 时间，的变化关系，则图中可以表示外力尸随时间，变化关系的图象是（）Blv解析：。切割磁感线产生感应电动势感应电流为i=次,安培力?安=y, 所以?安，Vt9金属杆的加速度为定值，又由牛顿第二定律/一方安=次生 即尸=尸安 +加凡故D项正确。答案：D9 .如图所示，Li=0.5m, L2=0.8m,回路总电阻为K=0.2物块M的质量机=0.04A Dkg,导轨光滑，开始时磁场为=1T。现使磁感应强度以普=0.2T/s的变化率均匀地增大, 试求：当为多少时，M刚好离开地面？（g取10m/s2）解析：回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁 场方向向上，根据安培定则可以判知，中的感应电流的方向是a一九 由左手定则可知， ab所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。设力中电流为/时M刚好离开地面，此时有FB=BIL=mgE- t-LiLrt八 一 AbB=B.+t解得：Fb=0.4N, Z=0.4A, 3=2 T, £=5 s。10 .2014北京高二检测如图所示，三角形金属框架MON平面与匀强磁场3垂直，导 体油能紧贴金属框架运动，且始终与导轨ON垂直。当导体而从O点开始匀速向右平动 时，速度为如，试求bOc回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。解析：导体"在切割磁感线的运动过程中，在回路中的有效切割长度 儿随时间做线 性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表达式，故可用公式E=8勿求解。设导体而从。点出发时开始计时，则经过时间，后，棒协匀速运动的距离为s, 则有S = Votbe 在60c 中，tan30° =,有 be =oofXtan300则金属棒ab接入回路的be部分切割磁感线产生的感应电动势为：E=Bv（）be =Br8rtan3O°在回路。0c中，回路总感应电动势具体由导体从部分产生，因此，回路内总的感应电 动势为：E 达=E=小答案：E=Bvit11 .如图甲所示，截面积为0.2 n?的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向 垂直纸面，其磁感应强度B随时间1的变化规律如图乙所示，设向外为5的正方向。Ri=4 O, &=6 0, C=30 MF,线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负。解析：£=笑S=100XX0.2 V=0.4 VE 0 4电路中的电流/=今/A=0.04 A所以 Uc= t/2=/2=0.04X6 V=0.24 VQ= CUc= 30X10-6X0.24 C=7.2X 10-6 C由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。答案：7.2X10" C 上极板带正电12 .2014安徽高考如图1所示，匀强磁场的磁感应强度3为0.5T,其方向垂直于倾 角。为30。的斜面向上。绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨M/W（电阻忽略不计）, 和NP长度均为2.5m, MN连线水平，长为3 m。以MN中点。为原点、。尸为x轴建 立一维坐标系。心一根粗细均匀的金属杆5,长度d为3 m、质量机为1kg、电阻R为 0.3 O,在拉力方的作用下，从MN处以恒定速度o=l m/s在导轨上沿X轴正向运动（金属 杆与导轨接触良好）。gai0m/s2o（1）求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8 m处电势差Ucd:（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图 2中画出尸一X关系图象；（3）求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。解析：（1）金属杆C0在匀速运动中产生的感应电动势E=Blv（l=d）E=1.5 V （。点电势高）外=1OP当x=0.8m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为/外，则， OPxOP=yJ MP2()2得l外=1.2 m由楞次定律判断£>点电势高，故CO两端电势差Ucd=BI 外0"=-0.6VOPr3(2)杆在导轨间的长度I的位置“关系是，=-d=3一去 C/Ji/对应的电阻B为R=R. Blv电流/= RKi杆受的安培力耳安=B=7.53.75%根据平衡条件得F=F安+mgsin。F= 12.5-3.75x(0Wx2)画出的Fx图象如图所示。(3)外力尸所做的功Wf等于尸一 x图线下所围的面积，即WfJ+产限2 J = 17.5 J而杆的重力势能增加量Ep=mgOP sin。故全过程产生的焦耳热0=Wf-AEp=7.5 Jo答案：(1)-0.6 V (2)尸=1253.75x(0/x<2)图见解析(3)7.5 J