2019版高中物理第四章电磁感应第5节电磁感应现象的两类情况课时作业新人教版选修3-2(重点资料).doc

是( D )

A．0 C．2πr2qk

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B．rqk

2D．πr2qk

ΔB解析：感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功。由E＝S可知EΔt＝kπr2运动一周电场力做功W＝qE＝πr2qk，D选项正确。

2．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．a不变，b增大 C．a、b都变大

B．a不变，b变小 D．a、b都不变

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。

3．(2018·蒙古通辽实验中学高二上学期期末) 有一个匀强磁场边界是EF，在EF右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从

EF右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，则可能的线框是下列四个选项中的( A )

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解析：导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，设线框总电阻是R，则感应电

EBLv流I＝＝；由图乙所示图象可知，感应电流先变大，后变小，且电流大小与时间成正RR比，由于B、v、R是定值，故导体棒的有效长度L应先变长，后变短，且L随时间均匀变化，即L与时间t成正比。三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增加，后减小，且随时间均匀变化，符合题意，故A正确；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增加，后不变，最后均匀减小，不符合题意，故B错误；长方形线框进入磁场时，有效长度L不变，感应电流不变，不符合题意，故C错误；闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L不随时间均匀变化，不符合题意，故D错误；故选A。

4．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示( ACD )

A．四种情况下流过ab边的电流的方向都相同 B．四种情况下ab两端的电势差都相等 C．四种情况下流过线框的电量都相等 D．四种情况下磁场力对线框做的功率都相等

解析：四种情况磁通量均减小，根据楞次定律判断出感应电流方向均为顺时针方向，故A正确；上述四个图中，切割边所产生的电动势大小均相等(E)，回路电阻均为4r(每边

E3电阻为r)，则电路中的电流亦相等，即I＝，只有B图中，ab为电源，故Uab＝I·3r＝

4r41ΔΦE。其他情况下，Uab＝I·r＝E，故B选项错误；由q＝n，ΔΦ相同，所以电量相同，

4RC正确；由P＝Fv＝BILv，因为I相同，所以P相等，D正确。

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5．两根相距L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是( AD )

B2L2v1

A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋

2RB．cd杆所受摩擦力为零

BLv1＋v2

C．回路中的电流为

2RD．μ与v1大小的关系为μ＝

2RmgB2L2v1

解析：当ab杆向右以速度v1匀速运动时，切割磁感线产生动生电动势E1＝BLv1，cdE1BLv1

杆竖直向下运动不切割磁感线E2＝0，所以回路中电流I＝＝，故选项C错误；由

2R2R右手定则可知电流方向为a→b→d→c→a，由左手定则可知ab杆所受安培力水平向左，cd杆所受安培力水平向右。

对ab杆受力分析，可得：

B2L2v1

F＝μmg＋F安＝μmg＋，故选项A正确；

2RB2L2v12Rmg对cd杆受力分析，可知：mg＝μF安＝μ得：μ＝22，故选项B错误D正确。

2RBLv1二、非选择题

6．如图所示，两根相距为L＝1m的足够长的平行光滑金属导轨，位于水平的xOy7

平面内，一端接有阻值为R＝6Ω的电阻。在x>0的一侧存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B只随t的增大而增大，且它们间的关系为B＝kt，其中k＝4T/s。一质量为m＝0.5kg的金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动，当t＝0时金属杆静止于x＝0处，有一大小可调节的外力F作用于金属杆，使金属杆以恒定加速度a＝2m/s2沿x轴正向做匀加速直线运动。除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计。求：当t＝4s时施加于金属杆上的外力为多大。

答案：513N

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解析：t＝4s时，金属杆移动的位移x＝at＝×2×16m＝16m，此时的速度v＝at＝2

22×4m/s＝8m/s。

切割产生的动生电动势E1＝BLv＝ktLv＝4×4×1×8V＝128V。 ΔB磁场变化产生的感生电动势E2＝Lx＝4×1×16V＝64V。

Δt根据楞次定律和右手定则知，两个电动势的方向相同，则总电动势E＝E1＋E2＝192V。

E192

则感应电流的大小I＝＝A＝32A，

R6

根据牛顿第二定律得，F－BIL＝ma，解得F＝BIL＋ma＝4×4×32×1＋0.5×2N＝513N。

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