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1、2019-2020年高中物理第四章电磁感应4.5电磁感应现象的两类情况检测新人教版选修1.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )【答案】 C2.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.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原因是一样的【解析】 根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
2、关,B项正确,C、D项错误.【答案】 AB3.如图所示,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( )A.不变B.增加C.减少D.以上情况都可能【解析】 当磁感应强度均匀增大时,在纸平面方向上将产生逆时针环绕的电场,对带正电的粒子做正功,使其动能增加.【答案】 B4.在平行于水平地面的有界匀强磁场上方,有三个单匝线A、B、C从静止开始同时释放,磁感线始终与线框平面垂直.三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形,其中A不闭合,有个小缺口;B、C都是闭合的,但B的导线横截面积比C的大,如图
3、所示.下列关于它们的落地时间的判断正确的是( )A.A、B、C同时落地B.A最迟落地C.B在C之后落地D.B和C在A之后落地【解析】 线框A不闭合,故无感应电流,做自由落体运动,线框B、C均受阻碍,落地时间比A长,故选项A、B错,D对;设S为导线的横截面积,l为线框的边长,B、C线框的下边同时进入磁场时速度相同,设为v,线框的质量为m=ρ密4lS,线框受到的安培力为:F=BIl=,其中R=ρ,所以线框刚进入磁场时的加速度为:a==-g,即B、C的加速度相同,它们应同时落地,选项C错误.【答案】 D5.把一个矩形线圈从理想边界的匀强磁场中的
4、匀速拉出来,如图所示,第一次为v1,第二次为v2,且v2=2v1,求:两种情况下拉力做的功W1与W2之比;拉力的功率P1与P2之比;线圈中产生的焦耳热Q1与Q2之比( )A.=B.=C.=D.=【解析】 由题意知线框被匀速拉出,所以有:F=F安=BIL①由法拉第电磁感应定律得:I=②①②两式联立得F=拉力做功为W=s,所以两种情况下拉力的做功W1与W2之比为==;由公式P=Fv可得,两种情况下拉力的功率P1与P2之比==;由公式Q=Pt和t=可得,两种情况下线圈中产生的焦耳热Q1与Q2之比为===.【答案】 AD6.如图所示,均匀磁场中有
5、一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )A.B.C.D.【解析】 设半圆的半径为r,导线框的电阻为R,当导线框匀速转动时,在很短的时间Δt内,转过的圆心角Δθ=ωΔt,由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流I1===;当导线框不动,而
6、磁感应强度发生变化时,可得感应电流I2==,令I1=I2,可得=,选项C正确.【答案】 C7.如图所示,一个边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的磁场边缘.金属框的上半部分处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间均匀变化满足B=kt规律,已知细线所能承受的最大拉力FT=2mg,求从t=0时起,经多长时间细线会被拉断?【解析】 设t时刻细线恰被拉断,由题意知,B=kt①金属框中产生的感应电动势E=·S=kL2/2②金属框受到的安培力:F=BIL==③由力的平衡条件得,FT=mg+F④解①②③④得t=.【答案】
7、8.如图所示,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棒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=0.2T/s的变化率均匀增大,求经过多长时间物体刚好能离开地面(g取10m/s2).【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=BIL1.其中B=·t,感应电流由变化的磁场产生,I==·=·,所以t=
8、·=10s.【答案】 10s能力提升1.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(
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