山东省专用2018_2019学年高中物理第四章电磁感应课时跟踪检测二十一电磁感应现象的两类情况含解析新人教版选修3_.doc

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1、课时跟踪检测（二十一）电磁感应现象的两类情况1下列说法中正确的是()A动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的B因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C动生电动势的方向可以由右手定则来判定D导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：选C动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自由电荷所做的总功仍为零，选项A、B错误；动生电动势是由于导体切割磁感线产生的，可由右手定则判定方向，C正确；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等方向相反，做变速运动时不成立，故D错误。2多选如

2、图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()A在03 s内导线圈中产生的感应电流方向不变B在t2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 VC在02 s内通过导线横截面的电荷量为20 CD在t1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W解析：选CD在02 s内，磁感应强度变化率为1 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1nS1000.121 V1 V；在23 s内，磁感应强度变化率为2 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2nS

3、1000.122 V2 V。在02 s内穿过线圈的磁通量增加，在23 s内穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知在03 s内线圈中产生的感应电流方向发生了变化，选项A错误。在t2.5 s时，产生的感应电动势为E22 V，选项B错误。在02 s内，感应电流I10 A，通过导线横截面的电荷量为qIt20 C，选项C正确。在t1 s时，导线圈内感应电流的瞬时功率PI2R1020.1 W10 W，选项D正确。3.多选如图所示，导体棒AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过。下列说法中正确的是()A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛伦兹力有关C

4、动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析：选AB动生电动势是由于导体运动而产生的，选项A正确；动生电动势中，非静电力是洛伦兹力沿导体棒方向的分力，而感生电动势是由感生电场产生的，选项B正确，C、D错误。4.如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于a、b之间的距离。若线圈下边刚通过b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()AFdFcFbBFcFdFbFd

5、DFcFbvb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为FBIlBl，因为vdvb，所以FdFbFc，选项D正确。5.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且与框架接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则()Aab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大Bab中电流不变，ab棒所受摩擦力也不变Cab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大Dab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变解析：选C磁感应强度均匀增大时，磁通量的变化率恒定，故回路中的感应电动势和感应电流都是恒定的；又棒ab所受的摩擦力等

6、于安培力，即FfF安BIL，故当B增加时，摩擦力增大，选项C正确。6.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对线框做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为()A14B12C11 D不能确定解析：选A根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热WaQaWbQb由电阻定律知，Rb2Ra，故WaWb14。7.多选如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出。在其他条件不变的情况下()A速度越大时，拉力做功越多B线圈边长L1越大时，拉力

7、做功越多C线圈边长L2越大时，拉力做功越多D线圈电阻越大时，拉力做功越多解析：选ABC用力F匀速拉出线圈过程所做的功为WFL2，又FF安IBL1，I，所以W，可知A、B、C正确，D错误。8.如图所示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨的电阻不计，间距为l0.5 m，左端通过导线与阻值R3 的电阻连接，右端通过导线与阻值为RL6 的小灯泡L连接，在CDFE矩形区域内有竖直向上、磁感应强度B0.2 T的匀强磁场。一根阻值r0.5 、质量m0.2 kg的金属棒在恒力F2 N的作用下由静止开始从MN位置沿导轨向右运动，经过t1 s刚好进入磁场区域。求金属棒刚进入磁场时，(1)金属棒切割磁感线

8、产生的电动势；(2)小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力。解析：(1)01 s棒只受拉力，由牛顿第二定律Fma，可得金属棒进入磁场前的加速度a m/s210 m/s2，设其刚要进入磁场时速度为v，则vat10 m/s。金属棒进入磁场时切割磁感线，感应电动势EBlv0.20.510 V1 V。(2)小灯泡与电阻R并联，R并 2 ，通过金属棒的电流大小I A0.4 A，小灯泡两端的电压UEIr1 V0.40.5 V0.8 V，金属棒受到的安培力大小F安BIl0.20.40.5 N0.04 N，由左手定则可判断安培力方向水平向左。答案：(1)1 V(2)0.8 V0.04 N，方向水平向左9.如图所

9、示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中，有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框，现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行。已知ABBCl，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中()A线框A、B两点间的电压不变B通过线框截面的电荷量为C线框所受外力的最大值为D线框的热功率与时间成正比解析：选B线框匀速向右运动时，切割磁感线的有效长度均匀增加，电动势EBlv与时间成正比，所以A、B间的电压发生变化，故选项A错误。热功率P，与时间的二次方成正比，故选项D错误。电荷量q，故选项B正确。外力最大值出现在电流最大时，Im，FmBIml，故

10、选项C错误。10.(2016全国卷)如图，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (2)电阻的阻值。解析：(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得maFmg设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有vat0当

11、金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为EBlv联立式可得EBlt0。(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I，根据欧姆定律I式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为fBlI因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得Fmgf0联立式得R。答案：(1)Blt0(2)11.如图所示，两根相距l0.4 m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R0.15 的电阻相连。导轨间x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k0.5 T/m，x0处磁场的磁感应强度B00.5 T。一根质量m0.1 kg、电阻r0.05 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x0处以初速度v02 m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：(1)回路中的电流；(2)金属棒在x2 m处的速度；(3)金属棒从x0运动到x2 m过程中安培力做功的大小。解析：(1)电阻上消耗的功率不变，即回路电流不变，在x0处有EB0lv00.4 V，I2 A。(2)由题意，磁感应强度BB0kx考虑到电流恒定，在x2 m处，有得v m/s。(3)导体棒受到的安培力FBIl(B0kx)Il0.4(1x)安培力随位置线性变化，则安培力做功WFB0(B0kx)Ilx代入数据得WF1.6 J。答案：(1)2 A(2) m/s(3)1.6 J