1、4.5 电磁感应现象的两类情况 每课一练1（人教版选修3-2）1如图10所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是()图10A磁场变化时，会在空间激发一个电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C使电荷定向移动形成电流的力是电场力D以上说法都不对答案AC解析磁场变化时，会在空间产生感生电场，感生电场的电场力使电荷定向移动形成电流，故A、C正确2如图11所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将() 图11A不变B增大 C减少D以上情况都有可能 答案B 解析当磁场增强时，将产生如图所示的
2、电场，带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用，而使动能增大3在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图12所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是()图12 Av1v2，方向都向右 Bv1v2，方向都向左 Cv1v2，v1向右，v2向左 Dv1v2，v1向左，v2向右答案C解析当ab棒和cd棒分别向右和向左运动时，两棒均相当于电源，且串联，电路中有最大电动势，对应最大的顺时针方向电流，电阻上有最高电压，所以电容器上有最多电荷量，左极板带正电4如图13所示，在匀强磁场中，MN和PQ是两条平行的金属导轨，而ab与cd为串联有电压表和电流表的
3、两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的是()图13A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表无读数C电压表有读数，电流表无读数D电压表无读数，电流表有读数答案B解析当ab与cd以相同速度向右运动时，abcd围成的闭合回路的磁通量无变化，则回路内无感应电流，使电压表和电流表指针偏转必须有电流流过电表，所以两表无示数，故B选项正确5如图14甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中
4、杆ab始终垂直于框架图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是()图14答案D解析ab切割磁感线产生感应电动势EBlv，感应电流为I，安培力F安，所以vF安，vt，金属杆的加速度为定值又由牛顿第二定律FF安ma，即FF安ma，可知D项正确6如图15所示，在一均匀磁场中有一导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，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()图15Aef将减速向右运动，但不是匀减速Bef将匀减速向右运动，最后停
5、止Cef将匀速向右运动Def将往返运动答案A解析ef向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，ef棒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是向右做减速运动但值得注意的是，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7如图16所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围的区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体环将受到向上的磁场力作用()图16答案A解析bba螺线管dc，螺线管下方的导体环中有磁通量穿过但由于磁场的变化越来越慢
6、，穿过圆环的磁通量也越来越小，根据楞次定律，为阻碍环中磁通量的减少，环将靠近螺线管，即环受向上的磁场力的作用B选项中，磁场变化越来越快，螺线管中磁场变强，圆环中磁通量增大，为阻碍磁通量增大，环将向下运动，即受磁场力向下C、D选项中，磁场均匀变化，螺线管中电流恒定，穿过圆环的磁通量不变，圆环中无感应电流产生，与螺线管无相互作用的力8如图17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，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于
7、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()图17AFdFcFb BFcFdFbFd DFcFbvb，即FdFb，答案为D项9如图18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h高度，在这一过程中()图18A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
8、的功等于电阻R上产生的焦耳热答案AD解析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正确；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，故外力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10如图19所示的匀强磁场中，有两根相距20 cm固定的平行金属光滑导轨MN和PQ.磁场方向垂直于MN、PQ所在平面导轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒在两棒中点OO之间拴一根40 cm长的细绳，绳长保持不变设磁感应强度B以1.
9、0 T/s的变化率均匀减小，abdc回路的电阻为0.50 .求：当B减小到10 T时，两可动边所受磁场力和abdc回路消耗的功率 图19答案均为0.32 N0.012 8 W解析根据EE1.02040104 V0.08 V根据I，FBILF1020102 N0.32 NP W0.012 8 W11两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M处接有如图20所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，
10、在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：图20(1)ab运动速度v的大小；(2)电容器所带的电荷量q.答案(1)(2)解析(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离x，所用时间为t，则有EBlvItQI2(4R)t由上述方程得v(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有UIR电容器所带电荷量qCU，解得q12如图21所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直
11、平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力图21(1)通过ab边的电流Iab是多大？(2)导体杆ef的运动速度v是多大？答案(1)(2)解析(1)设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，则IabI 来源:WIdc 金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mgB2IabL2B2IdcL2 由，解得Iab(2)由(1)可得I 设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有EB1L1v 设ad、dc、bc三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则Rr 根据闭合电路欧姆定律，有I 由，解得v
