1、温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调整合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升卷(四)电磁感应现象的两类状况(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渐渐增加,则()A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.以上三种状况都有可能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.
2、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缘由是一样的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开头在磁感应强度为B1的磁场中做匀速圆周运动,然后磁场渐渐增加到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.(2021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
3、右C.垂直纸面对外 D.垂直纸面对里5.(多选)(2021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视不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面对上。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,并上上升度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
4、解题步骤)6.(8分)(2021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)(力气挑战题)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对上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的
5、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。依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。依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
6、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垂直纸面对里的磁通量减小,依据楞次定律,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。开头时,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
7、B.ef将匀减速向右运动,最终停止C.ef将匀速向右运动D.ef将来回运动【解析】选A。ef向右运动,在闭合回路中产生感应电流,依据楞次定律,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削减,故ef是向右做减速运动。由F=BIL=B2L2vR=ma知,随速度v的减小,加速度减小,故不行能做匀减速运动,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,沿斜面对下,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,
8、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=BIL2I=ERE=BL2v有:F=B2L22vR(2)t=L1v所以:Q=I2RtQ=B2L22L1vR答案:(1)B2L22vR(2)B2L22L1vR7.【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,依据平衡条件求力F;
9、(3)依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=E2R 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
10、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”的思维挨次,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)依据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。(3)分析导体棒的受力状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,最终定性分析出导体棒的最终运动状况。(4)列出牛顿其次定律或平衡方程求解。关闭Word文档返回原板块