1、达标训练基础巩固1.某磁场磁感线如图16-4-7所示，有一铜线圈自图示A位置落至B位置.在下列过程中，自上而下看，线圈中的感应电流方向是（）图16-4-7A.始终顺时针 B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针 D.先逆时针再顺时针答案：C2.如图16-4-8所示，闭合线框abcd从高处自由下落，进入匀强磁场，从bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的时间段里，表示线框运动情况的速度图象可能是如图16-4-9所示中的（） 图16-4-8 图16-4-9解析：当bc做切割磁感线运动，回路中产生感应电流，如bc边受到的安培力恰等于线框重力，其图象为A.当安培力小于线框重力，线框做加速运动，随着bc速度变大
2、，产生的感应电动势、感应电流及bc所受安培力增大，加速度变小，当安培力增大到等于线框重力时，加速度为零，线框速度不再增大，其图象为C.如果bc边进入磁场区后，所受安培力大于重力，同理，速度减小到某值后做匀速运动，其图象为D.答案：ACD3.如图16-4-10所示，虚线所围区域内为一匀强磁场，闭合线圈abcd由静止开始运动时，磁场对ab边的安培力的方向向上，那么整个线圈应（）图16-4-10A.向右平动 B.向左平动C.向上平动 D.向下平动解析：ab边受安培力方向向上，由左手定则知线圈中的电流方向为：adcB.再由右手定则判断ad边的运动方向为向左.向上、向下平动不产生感应电流.答案：B4.一
3、无限长直导线有电流I，有一矩形线圈与其共面，如图16-4-11所示.当电流I减小时，矩形线圈将（）图16-4-11A.向左平动 B.向右平动 C.静止不动 D.发生转动解析：当无限长直导线中的电流减小时，其周围磁场减弱，穿过矩形线圈的磁通量减少，根据楞次定律判定出矩形线圈中产生顺时针方向的感应电流.此时线圈处在垂直纸面向里的非匀强磁场中，线框右边比左边所在处的磁场弱，由左手定则判定右边受力向左且小，左边受力向右且大；上、下两边对应点磁场相等，受力等大反向.故矩形线圈的合外力水平向左（向左平动）.答案：A5.如图16-4-12所示，两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中，导线ab贴着M、N边
4、缘以速度v向右匀速滑行.当一带电粒子以水平速度v0射入两板间后，能保持匀速直线运动.该带电粒子可能（）图16-4-12A.带正电，速度方向向左 B.带负电，速度方向向左C.带正电，速度方向向右 D.带负电，速度方向向右解析：导体棒ab向右匀速运动，根据右手定则知：a点电势高，M板带正电，N板带负电，M、N板间电场方向向下.电荷在电场中，正电荷受电场力方向向下，负电荷受电场力方向向上，带电粒子要做匀速直线运动，正电荷受洛伦兹力方向必须向上，负电荷也必须速度方向向右才符合题意.答案：CD综合应用 6.(上海)两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图16-4-13
5、所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流.则（）图16-4-13A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大解析：由所给条件可以判断，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的方向与感应电流的磁场方向相同时是减少的，环A应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，故应该带负电，故选项C正确；同理可得选项B正确.答案：BC7.(广东)如图16-4-14所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路，导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根
6、轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒在运动过程中（）图16-4-14A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒解析：剪断细线后，穿过闭合回路的磁通量不停地变化，因此回路中有感应电动势，选项A正确.根据左手定则可知，两根导体棒所受安培力方向相反，选项B错误.由于在过程中有电能产生，所以系统的动量守恒，但机械能不守恒.答案：AD8.(辽宁)如图16-4-15所示，两
7、根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计.MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）.现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小，则（）图16-4-15A.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到dB.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到bC.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由b到dD.U=vBl,流过固定电阻R的感应电流由d到b解析：题中等效电路图如右图所示：导体棒MN相当于电源，其电动势EBlv，
8、其内阻等于R，而，电流方向可用右手定则判定，所以A正确.答案：A9.如图16-4-16所示，空间存在垂直纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内外磁场方向相反、磁感应强度大小均为B.一半径为b的圆形导线环，电阻为R，放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合，在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线横截面的电荷量q为_.图16-4-16解析：初始状态导线环中的磁通量为1=（b2-a2）B-a2B末状态导线环中的磁通量为2=0其磁通量的变化量|=|2-1|=|（b2-2a2）B|产生的电荷量.答案：10.如图16-4-17所示，水平放置的光滑导电轨道，处在磁感应强度为B=0.5 T、方向向
9、上的匀强磁场中，轨道上放一根金属杆，长度恰好等于轨道之间的距离L=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.02 跨接在轨道间的电阻R=1.18 ，轨道电阻忽略不计，取g=10 m/S2.图16-4-17（1）要使金属杆获得60 m/S的稳定速度，应对它施加多大的水平力F？（2）在金属杆获得60m/S的稳定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后电阻R上还能放出多少热量？解析：（1）金属杆获得稳定的速度，就是做匀速运动，它所受到的安培力应与外力是一对平衡力，即F=FB=IBL.ab杆切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv，回路中感应电流，所以，.（2）撤去外力F后，金属杆将在安培力的作用下做减速运
10、动，感应电动势在减小，感应电流在减小，安培力在减小，加速度在减小，直到金属杆的速度为零时为止.此过程中金属杆的动能通过安培力做功转化为回路中的电能，再通过电阻转化为电热，由于外电阻R与金属杆是串联关系，在串联电路中，消耗的电能与电阻成正比，故有QR+Qr=mv2=180J 由两式解得：QR=177J.11.如图16-4-18所示，两水平放置的足够长的平行金属导轨，其间距为L，电阻不计，轨道间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场，静止在导轨上的两金属杆ab、cd的质量分别为m 1、m 2，电阻分别为R1、R2.现使ab杆以初速度v0沿导轨向右运动，求cd杆上能产生多少焦耳热?图16-4-18解析：将ab和cd作为系统，它们所受的安培力为内力，系统所受的合外力为零，总动量守恒.在刚开始的一段时间内，回路中存在俯视顺时针方向的感应电流，ab在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的减速运动，cd在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的加速运动，当它们的速度相等时，回路中的磁通量不再变化，不存在感应电流，它们以共同速度向右滑动.设共同速度为v共，由动量守恒定律得：m1v0=（m1+m2）v共,解得由能的转化和守恒定律可知，系统损失的机械能等于回路中产生的焦耳热：因为ab杆和cd是串联接在回路中的，所以cd杆上产生的焦耳热为,即.w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
