[成才之路]高中物理 第四章 电磁感应第五节 电磁感应现象的两类情况同步检测试题 新人教版选修3-2

【成才之路】高中物理 第四章 电磁感应第五节 电磁感应现象的两

类情况同步检测试题 新人教版选修3-2

基础夯实

1．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是( ) A．沿AB方向磁场的迅速减弱 B．沿AB方向磁场的迅速增强 C．沿BA方向磁场的迅速增强 D．沿BA方向磁场的迅速减弱 答案：AC

解析：假设存在圆形闭合回路，回路中应产生与电场同向的感应电流，由安培定则可知，感应电流的磁场向下，所以根据楞次定律，引起感应电流的应是方向向下的磁场迅速减弱或方向向上的磁场迅速增强，故A、C正确．

2．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感应电场的是( )

答案：C

3．一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为L，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为

a，远轴端为b，如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，如

图所示则( )

A．ε＝πfLB，且a点电势低于b点电势 B．ε＝2πfLB，且a点电势低于b点电势 C．ε＝πfLB，且a点电势高于b点电势 D．ε＝2πfLB，且a点电势高于b点电势 答案：A

解析：对于螺旋桨叶片ab，其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度，螺旋桨上不同的点线速度不同，但满足v′＝ωR，可求其等效切割速度v＝ωL/2＝πfL，运用法拉第电磁感应定律E＝BLv＝πfLB.由右手定则判断电流的方向为由a指向b，在电源内部电

2

2222

1

流由低电势流向高电势，故选项A正确．

4．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B2>B1；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 C．a、b都变大 答案：A

解析：a粒子一直在恒定的磁场中运动，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．

5．(2010·绵阳南山中学高二期中)如图所示，等腰直角三角形OPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴上且长为l，纸面内一边长为l的正方形导线框的一条边也在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t＝0时该线框恰好位于图中的所示位置．现规定顺时针方向为导线框中电流的正方向，则在线框穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是( )

B．a不变，b变小 D．a、b都不变

答案：D

解析：根据E＝BLv，i＝和右手定则可判D正确．

ER 2

6．某空间存在以ab，cd为边界的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，区域宽为L1，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为L2，长边长度为2L1，某时刻线框以初速度v0沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变．设该线框的电阻为R，则从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力做的功等于________________．

答案：2v0L1BL2/R

解析：竖直边在磁场中切割磁感线产生的电动势为E＝BL2v0，回路中电流I＝E/R＝

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BL2v0/R.保持线框匀速运动施加的外力与磁场力相等F＝IL2B＝B2L22v0/R，线框两竖直边切割

磁感线运动的位移相等，均为L1，故人对线圈做的总功W＝F·2L1＝2v0L1BL2/R.也可利用能量关系解，人对线框做的功等于线框回路中产生的焦耳热．

7．如下图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0.5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L2＝0.8m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2Ω，匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路．ad杆通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m＝0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以

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ΔB＝0.2T/s的变化率均匀地增大，求经过多长时间物体m刚好Δt能离开地面？(g取10m/s)

答案：10s

解析：物体刚要离开地面时，其受到的拉力F等于它的重力mg，而拉力F等于棒ad所受的安培力，即

mg＝BIl1①

ΔB其中B＝·t②

Δt感应电流由变化的磁场产生

EΔΦ1ΔBl1l2I＝＝·＝·③ RΔtRΔtR所以由上述三式联立可得

?mgRΔt＝?2·?l1l2Δt?Δt·＝10s B??ΔB 3

能力提升

1．(2010·江苏启东中学高二期中)内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场．设运动过程中小球带电荷量不变，那么(如图所示)( )

A．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大 B．小球所受的磁场力一定不断增大

C. 小球先沿逆时针方向减速运动，之后沿顺时针方向加速运动 D．磁场力对小球一直不做功 答案：CD

解析：变化的磁场将产生感生电场，这种感生电场由于其电场线是闭合的，也称为涡旋电场，其场强方向可借助电磁感应现象中感应电流方向的判定方法，使用楞次定律判断．当磁场增强时，会产生顺时针方向的涡旋电场，电场力先对小球做负功使其速度减为零，后对小球做正功使其沿顺时针方向做加速运动，所以C正确；磁场力始终与小球运动方向垂直，因此始终对小球不做功，D正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力FN和磁场的洛伦兹力F，这两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，其中F＝Bqv，磁场在

v2

增强，球速先减小，后增大，所以洛伦兹力不一定总在增大；向心力F向＝m，其大小随速

r度先减小后增大，因此压力FN也不一定始终增大．故正确答案为C、D.

2．如图所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由落下，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中，在进入磁场的过程中，可能发生的情况是( )

A．线框做加速运动，加速度a

解析：由楞次定律的另一种表述知：感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动． 当线框下落进入磁场过程中，感应电流的磁场将阻碍线框进入磁场，这就说明进入磁场时产生的感应电流使线框受到向上的安培力．

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