2014高二物理45电磁感应现象的两类情况课件及练习题带答案.docx

课时提升卷（四） 电磁感应现象的两类情况 （40分钟50分） 一、选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分） 1.如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球，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B逐渐增加，则（） 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 2.（多选）如图所示，导体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.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 3.如图所示，两个比荷相同的都带正电荷的粒子a和b以相同的动能在匀强磁场中运动，a从B1区运动到B2区，已知B2B1；b开始在磁感应强度为B1的磁场中做匀速圆周运动，然后磁场逐渐增加到B2。则a、b两粒子的动能将（） A.a不变，b增大 B.a不变，b变小 C.a、b都变大 D.a、b都不变 4.（2013上海高考）如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（） A.向左 B.向右 C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里 5.（多选）（2013临沂高二检测）如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升高度h，在这一过程中（） A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生 的焦耳热之和 C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 二、非选择题（本题共2小题，共 20分。需写出规范的解题步骤） 6.（8分）（2013玉溪高二检测）如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度 为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直，求将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中， （1）拉力的大小F； （2）线圈中产生的电热Q。 7.（12分）（能力挑战题）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0. 02kg，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问： （1）通过cd棒的电流I是多少？方向如何？ （2）棒ab受到的力F多大？ （3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？答案解析 1.【解析】选A。磁场的变化使空间产生感应电场。根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项正确。 2.【解析】选A、B。根据动生电动势的定义，A项正确；动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B项正确，C、D项错误。 3.【解析】选A。a粒子在磁场中运动，受到的洛伦兹力不做功，动能不变；b粒子在变化的磁场中运动，由于变化的磁场要产生感生电场，感生电场会对它做正功，所以A选项是正确的。 4.【解析】选B。当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应 电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确。 【变式备选】如图所示，在一均匀磁场中有一导线框abcd，导线框处于水平面内，磁场与导线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一段导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及导线框中导线的电阻都可不计。开始时，给ef一个向右的初速度，则（） A.ef将减速向右运动，但不是匀减速 B.ef将匀减速向右运动，最后停止 C.ef将匀速 向右运动 D.ef将往返运动 【解析】选A 。ef向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，ef杆受安培力将阻碍其向右运动，即ef要克服安培力做功而使动能减少，故ef是向右做减速运动。由F=BIL= =ma知，随速度v的减小，加速度减小，故不可能做匀减速运动，A正确，B、C错误；当速度为零时，安培力为零，合外力为零，杆静止，故D错误。 5.【解析】选A、D。金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对棒做功：恒力F做正功、重力做负功、安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功。匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，A项正确，B、C项错误；克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于R上产生的焦耳热，故恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确。 6.【解题指南】由电磁感应定律确定安培力的表达式，利用平衡条件确 定拉力F的大小；由焦耳定律直接求得电热Q。 【解析】（1）线圈出磁场时：F=BIL2 I= E=BL2v 有：F= （2）t= 所以：Q=I2Rt Q= 答案：（1） （2） 7.【解题指南】解答本题时可 按以下思路分析： （1）对棒cd 受力分析，列平衡方程，求安培力，求解电流； （2）对棒ab受力分析，根据平衡条件求力F； （3）根据焦耳定律及功能关系求解力F所做的功。 【解析】（1）棒cd受到的安培力Fcd=IlB 棒cd在共点力作用下平衡，则 Fcd=mgsin 30 由式代入数据解得I=1A 方向由右手定则可知由d到c。 （2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，Fab=Fcd 对棒ab由共点力平衡有 F=mgsin 30+IlB 代入数据解得F=0.2N。 （3）设在时间t内棒cd产生Q=0.1J的热量，由焦耳定律可知Q=I2Rt 设ab棒匀速运动的速度大小为v，则产生的感应电动势E=Blv 由闭合电路欧姆定律知 I= 由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移 x=vt 力F做的功W=Fx 综合上述各式，代入数据解得W=0.4J。 答案：（1）1A方向由d到c （2）0.2N （3）0.4 J 【总结提升】解答力和电磁现象问题的技巧 力现象和电磁现象相互联系，相互制约，解决问题首先要建立“动电动”的思维顺序，可概括为： （1）找准主动运动者，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势大小和方向。 （2）根据等效电路图，求解回路中电流的大小及方向。 （3）分析导体棒的受力情况及导体棒运动后对电路中电学参量的“反作用”，即分析由于导体棒受到安培力，对导体棒运动速度、加速度的影响，从而推理得出对电路中的电流有什么影响，最后定性分析出导体棒的最终运动情况。 （4）列出牛顿第二定律或平衡方程求解。20 20