北京市第四中学高中物理第四章电磁感应巩固练习（含解析）新人教版选修3 - 2

垂直磁场方向的投影面积可增大A、D间电压，从而使Q增大，所以B项正确。

5．【答案】D

【解析】整个圆环电阻是r，其外电阻是圆的线的有效长度是

3，即磁场外的部分，而磁场内切割磁感42R，其相当于电源，E?B?2R?v，根据欧姆定律可得

3r32U?4E?BRv，D正确。

r46．【答案】B

【解析】当超导圆环靠近柱形磁铁的磁极时，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，与原磁场反向，斥力使超导线圈悬浮起来，稳定后超导线圈中电流依然存在，这是因为其电阻为零，故选项B正确。

7．【答案】D

【解析】在D选项中，S闭合，二极管不导通，线圈中有由小到大的电流，稳定后电流保持不变；断开S，二极管与线圈L构成回路，二极管处于导通状态，可避免开关S处产生电弧。

8．【答案】AD 【解析】穿过环的磁场向上且磁通量先增加后减小，由楞次定律可判出从上向下看电流先顺时针后逆时针；同时环受到阻碍其相对运动的阻力，由牛顿第三定律知：磁铁受到向下的磁场力。故悬线上拉力大于磁铁重力。

9．【答案】ABC

【解析】因磁场的宽度也是L，则线框在下落时总是只有一条边在切割磁感线，当线框在磁场中做匀速运动时，由能量转化守恒知，动能不变，重力势能全部转化为内能，即为2mgL；若线框通过磁场过程中所受的安培阻力大于重力，则线框做减速运动，动能有一部分转化为内能，则产生热量大于2mgL；若线框通过磁场过程中，所受安培阻力小于重力，则线框做加速运动，重力势能部分转化为动能，则产生热量小于2mgL。

10．【答案】B

【解析】本题的速解方法可称为“能量守恒法”，由于线框进、出磁场时都产生感应电流，都有电能产生。根据能量守恒定律，在此过程中外力必对线框做正功。可知两次外力方向都为正。根据线框的平衡条件能立即推知线框进、出磁场时所受安培力的方向都为负，所以选项B正确。 二、填空题

11．【答案】0.2A 0.16 N 【解析】??B?sin30??l1l2?(2?0.2t)??0.4?0.5Wb?(0.2?0.02t)Wb， E?12??E0.02?0.02V，I??A?0.2A， ?tR0.1ab棒所受安培力F?BIl1?(2?0.2?10)?0.2?0.4N?0.32N， 由棒受力图（如图所示）和平衡条件可得，ab棒所受摩擦力为

f=Fsin30°=0.16 N。

12．【答案】（1）如图所示 （2）①向右偏转一下 ②向左偏转一下

5

（3）BD （4）AB

【解析】（2）依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。（3）穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。因电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势，要产生感应电流，电路要求必须闭合。故答案选B、D。（4）副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小（或磁通量减小）肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增加（或磁通量增加），则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。 三、解答题

－3

13．【答案】（1）0.01 Wb／s （2）8×10 J

【解析】（1）0～0.2 s内磁通量的变化率

???B2??S??10?3Wb/s?0.01Wb/s。 ?t?t0.2（2）0～0.2 s和0.2 s～0.4 s产生的热量相同，

E?n???10?0.01V?0.1V， ?tE2(0.1)2Q??t??0.4J?8?10?3J。

R0.514．【答案】h=5 m t=0.02 s

【解析】线框在进入磁场前做自由落体运动，由动能定理，有mgh?则线圈进入磁场做匀速运动的速度为：v?2gh，

线圈在磁场中，一个边切割磁感线，产生的感应电动势为：E?nBlv，由闭合电路欧姆定律可知，线圈中的电流为I?12mv， 2EnBlv?，线圈穿过磁场受到的安培力为：RRn2B2l2vF?nBIl?，

R线圈匀速运动，重力与安培力平衡得F=mg， 由以上各式联立，求得：h=5 m，v=10 m / s。 （2）线圈穿过磁场的位移x=2l， 所以：t?x2l2?0.1??s?0.02s。 vv1015．【答案】3.2 J

【解析】通过导体横截面的电荷量

6

q???B?SBhl??， RRRqRh??4m，

Bl又因为速度达到最大时a=0，

mg?2A， BlBlvIR?4m / s。 而I?，v?RBlmg?BIl，I?下落过程中重力势能转化为棒的动能和电能，

12mv 212 ?0.1?10?4J??0.1?4J?3.2J

2故E?mgh?16．【答案】（1）负电

3mgd （2）见解析 Blv0【解析】（1）棒匀速向左运动，由右手定则可判断出感应电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，产生的电场方向竖直向下。微粒受力平衡，电场力方向竖直向上，而场强方向竖直向下，可知微粒带负电。

E?Blv0，I?UqE，UC?IR，mg?C， 3Rd由以上各式可求出q?3mgd。 Blv0UCq?ma粒， d（2）对此时的带电粒子有mg?UC??at?1Blat，由以上两式求得a粒??1??g。 3?v0?带电微粒加速度变化有以下几种情况：

v0时，加速度方向竖直向下，且越来越小； av②当t?0时，加速度为零；

av③当t?0时，加速度方向竖直向上，且越来越大。

a①当t?

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