物理浙江專版人教版選修32課時跟蹤檢測五 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 Word版含解析

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1、 課時跟蹤檢測(五) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 一、單項選擇題 1.下列說法中正確的是(  ) A.動生電動勢是洛倫茲力對導(dǎo)體中自由電荷做功而引起的 B.因為洛倫茲力對運(yùn)動電荷始終不做功,所以動生電動勢不是由洛倫茲力而產(chǎn)生的 C.動生電動勢的方向可以由右手定則來判定 D.導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到的安培力一定與受到的外力大小相等、方向相反 解析:選C 動生電動勢是洛倫茲力沿導(dǎo)體方向的分力做功引起的,但洛倫茲力對自由電荷所做的總功仍為零,A、B錯誤;動生電動勢是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的,可由右手定則判定方向,C正確;只有在導(dǎo)體棒切割磁感線且做勻速運(yùn)動時,除安培力以外的力的

2、合力才與安培力大小相等方向相反,做變速運(yùn)動時不成立,故D錯誤。 2.如圖所示,導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時,將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢,因而在電路中有電流通過,下列說法中正確的是(  ) A.因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢 B.動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力無關(guān) C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān) D.動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的 解析:選A 根據(jù)動生電動勢的定義,A項正確;動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān),感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān),B、C、D項錯誤。 3.(2017·浙江義烏二中檢測)如圖所示,A、B兩閉合圓形線圈用相同導(dǎo)線且均繞成10匝,半徑RA=

3、2RB,內(nèi)有以B線圈作為理想邊界的勻強(qiáng)磁場,若磁場均勻減小,則A、B環(huán)中感應(yīng)電動勢EA∶EB與產(chǎn)生的感應(yīng)電流IA∶IB分別是(  ) A.EA∶EB=1∶1;IA∶IB=1∶2 B.EA∶EB=1∶2;IA∶IB=1∶2 C.EA∶EB=1∶4;IA∶IB=2∶1 D.EA∶EB=1∶2;IA∶IB=1∶4 解析:選A 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,E=n=n,題中n相同,相同,有效面積S也相同,則得到A、B環(huán)中感應(yīng)電動勢EA∶EB=1∶1,根據(jù)電阻定律R=ρ,L=n·2πr,ρ、S相同,則電阻之比RA∶RB=rA∶rB=2∶1,根據(jù)歐姆定律I=得,產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比IA∶IB=1∶2,故

4、A正確,B、C、D錯誤。 4.如圖所示,由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán),以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到圖示位置(∠aOb=90°)時,a、b兩點(diǎn)的電勢差為(  ) A.BRv         B.BRv C.BRv D.BRv 解析:選D 設(shè)整個圓環(huán)電阻是R,其外電阻(即磁場外的部分)是圓環(huán)總電阻的3/4,而在磁場內(nèi)切割磁感線的有效長度是R,相當(dāng)于電源,E=B·R·v,根據(jù)歐姆定律可得U=E=BRv,D正確。 5.水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab處于粗糙的框架上且與框架接觸良好,從某時刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大,金屬棒a

5、b始終保持靜止,則(  ) A.a(chǎn)b中電流增大,ab棒所受摩擦力也增大 B.a(chǎn)b中電流不變,ab棒所受摩擦力也不變 C.a(chǎn)b中電流不變,ab棒所受摩擦力增大 D.a(chǎn)b中電流增大,ab棒所受摩擦力不變 解析:選C 磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時,磁通量的變化率恒定,故回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都是恒定的;又ab棒所受的摩擦力等于安培力,即Ff=F安=BIL,故當(dāng)B增加時,摩擦力增大,選項C正確。 6.法拉第發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。如圖所示,用紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,圓盤圓心處固定一個搖柄,邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼,用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來

6、形成回路。轉(zhuǎn)動搖柄,使圓盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動,電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(  ) A.回路中電流的大小變化,方向不變 B.回路中電流的大小不變,方向變化 C.回路中電流的大小和方向都做周期性變化 D.回路中電流的方向不變,從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表 解析:選D 圓盤半徑垂直切割磁感線,由E=Br2ω可得,電動勢的大小一定,則電流的大小一定;由右手定則可知,電流方向是從圓盤邊緣流向圓心,電流從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表,選項D正確。 7.如圖所示,在一均勻磁場中有一導(dǎo)線框abcd,線框處于水平面內(nèi),磁場方向與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一段導(dǎo)體桿,它可在abcd上無摩擦地滑

7、動,桿ef及導(dǎo)線框的電阻都可不計。開始時,給ef一個向右的初速度,則(  ) A.ef將減速向右運(yùn)動,但不是勻減速 B.ef將勻減速向右運(yùn)動,最后停止 C.ef將勻速向右運(yùn)動 D.ef將往返運(yùn)動 解析:選A ef向右運(yùn)動,在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,ef所受安培力將阻礙其向右運(yùn)動,即ef要克服安培力做功而使動能減少,故ef是向右做減速運(yùn)動,隨速度v的減小,由安培力產(chǎn)生的加速度減小,故不可能做勻減速運(yùn)動。A正確。 8.如圖所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán),導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁

8、感應(yīng)強(qiáng)度按選項圖中的哪一圖線所示的方式隨時間變化時,導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場作用力(  ) 解析:選A 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E==S,又根據(jù)楞次定律可得,當(dāng)導(dǎo)體環(huán)受到向上的磁場力時,說明穿過線圈的磁通量正在減小,所以導(dǎo)線abcd中的電流正在減小,由I==可知,正在減小,即B-t圖象上各點(diǎn)切線的斜率隨時間減小,應(yīng)選A。 二、多項選擇題 9.某空間出現(xiàn)了如圖所示的磁場,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時,在垂直于磁場的方向上會產(chǎn)生感生電場,有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化與感生電場的方向關(guān)系描述正確的是(  ) A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時,感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時針方向 B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時,

9、感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時針方向 C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時,感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為順時針方向 D.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小時,感生電場的電場線從上向下看應(yīng)為逆時針方向 解析:選AD 感生電場中電場線的方向用楞次定律來判定:原磁場向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大,在周圍有閉合導(dǎo)線的情況下,感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)與原磁場方向相反,即感應(yīng)電流的磁場方向向下,再由右手螺旋定則得到感應(yīng)電流的方向即感生電場的方向:從上向下看應(yīng)為順時針方向;同理可知,原磁場方向向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時,感生電場的方向從上向下看應(yīng)為逆時針方向。所以A、D正確。 10.(2017·臺州中學(xué)高二檢測)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)

10、計過這樣一個實驗裝置:一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動,在圓板的中心處有一個線圈,圓板的四周固定著一圈帶電的金屬小球,如圖所示。當(dāng)線圈接通電源后,將產(chǎn)生圖示逆時針方向的電流,則下列說法正確的是(  ) A.接通電源瞬間,圓板不會發(fā)生轉(zhuǎn)動 B.線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小會引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動 C.若金屬小球帶負(fù)電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相反 D.若金屬小球帶正電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相反 解析:選BD 線圈接通電源瞬間,則變化的磁場產(chǎn)生感生電場,從而導(dǎo)致帶電小球受到電場力,使其帶動圓板轉(zhuǎn)動,故A錯誤;不論線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小都會引起磁

11、場的變化,從而產(chǎn)生不同方向的電場,使小球受到電場力的方向不同,所以會向不同方向轉(zhuǎn)動,故B正確;接通電源瞬間,產(chǎn)生順時針方向的感生電場,若小球帶負(fù)電,圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流方向相同,故C錯誤;同理D正確。 三、非選擇題 11.可繞固定軸OO′轉(zhuǎn)動的正方形線框的邊長為L,不計摩擦和空氣阻力,線框從水平位置由靜止釋放,到達(dá)豎直位置所用的時間為t,此時ab邊的速度為v。設(shè)線框始終處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,試求: (1)這個過程中回路中的感應(yīng)電動勢; (2)到達(dá)豎直位置瞬間回路中的感應(yīng)電動勢。 解析:(1)線框從水平位置到達(dá)豎直位置的過程中回路中的感應(yīng)電動勢

12、E==。 (2)線框到達(dá)豎直位置時回路中的感應(yīng)電動勢 E′=BLv。 答案:(1) (2)BLv 12.如圖甲所示,固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.5 m。右端接一阻值為4 Ω的小燈泡L,在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化。CF長為2 m。在t=0時,金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動到EF位置,整個過程中,小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒接入回路中的電阻為1 Ω,求: (1)通過小燈泡的電流; (2)恒力F的大??; (3)金屬棒的質(zhì)量。 解析:(1)金屬棒未進(jìn)入磁場時,回路總電阻 R總=RL+Rab=5 Ω 回路中感應(yīng)電動勢為:E1==S=0.5 V 小燈泡中的電流強(qiáng)度為:IL==0.1 A。 (2)因小燈泡亮度不變,由題圖乙易知,在t=4 s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場,且做勻速運(yùn)動,此時金屬棒中的電流強(qiáng)度: I=IL=0.1 A 恒力大?。篎=FA=BId=0.1 N。 (3)因小燈泡亮度不變,金屬棒在磁場中運(yùn)動時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E2=E1=0.5 V 金屬棒在磁場中的速度:v==0.5 m/s 金屬棒未進(jìn)入磁場的加速度為:a==0.125 m/s2 故金屬棒的質(zhì)量為:m==0.8 kg。 答案:(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg

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