推荐湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应五电磁感应现象的两类情况练习无答案新人教版选修3_2

合集下载

湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应四法拉第电磁感应定律练习无答案新人教版选修3_2

练习四法拉第电磁感应定律1.穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb ，则（）A ．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 VB ．线圈中的感应电动势一定是2 VC ．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD ．线圈中的感应电流一定是2 A2.一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心，若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空()A ．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B ．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C ．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D ．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势3．条形磁铁放在光滑的水平面上，以条形磁铁的中央位置的正上方某点为圆心，水平固定一铜质圆环如图所示，不计空气阻力，以下判断中正确的是()A ．释放圆环，下落过程中环的机械能守恒B ．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大C ．给磁铁水平向右的初速度，磁铁向右运动的过程中做减速运动D ．给磁铁水平向右的初速度，圆环将受到向左的磁场力4．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图所示．下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是()A ．图①中回路产生的感应电动势恒定不变B ．图②中回路产生的感应电动势一直在变大C ．图③中回路0～t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1～t 2时间内产生的感应电动势D ．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大5.一个面积S=4×10-2 m 2、匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（）A ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/sB ．在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C ．在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD ．在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零6.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v 0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将（）A ．越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断7.一直升飞机停在南半球某处上空．设该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B ．直升飞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，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示．如果忽略到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则（）A ．E = πfl 2B ，且a 点电势低于b B ．E = 2πfl 2B ，且a 点电势低于b点电势C ．E = πfl 2B ，且a 点电势高于bD ．E = 2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势8.如图所示，MN 、GH 为平行导轨，AB 、CD 为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体．有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，则()A ．如果AB 和CD 以相同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流B．如果AB和CD以不同的速度向右运动，则回路内一定有感应电流C．如果AB和CD以相同的速度分别向右和向左运动，则回路内无感应电流D．如果A B不动，CD以一定的速度运动，则回路内一定有感应电流9.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，OO′为其对称轴。

湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应七法拉第电磁感应定律应用(2)练习(无答案)新人教版

练习七法拉第电磁感应定律应用（2）1.如图所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂另一个线圈Q ，P 与Q 共轴，Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图4b 所示，P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则（） A. t 1时刻N ＞GB. t 2时刻N ＞GC. t 3时刻N <GD. t 4时刻N ＝G2.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出，外力做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2,则（）A ．W 1<W 2,q 1<q 2B ．W 1<W 2,q 1=q 2C ．W 1>W 2,q 1=q 2D ．W 1>W 2,q 1>q 23.如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R ，质量为m 的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F 把ab 棒从静止起向右拉动的过程中，以下结论正确的有( )A ．恒力F 做的功等于电路产生的电能B ．恒力F 和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C ．克服安培力做的功等于电路中产生的电能D ．恒力F 和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和4.如右图所示，A 、B 为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A 的边长是B 的二倍，A 的密度是B 的1/2，A 的电阻是B 的4倍，当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A 框恰能匀速下落，那么( )A ．B 框一定匀速下落B ．进入磁场后，A 、B 中感应电流之比是2：1C ．二框全部进入磁场过程中，通过截面电量相等D ．二框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为2：15.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，底端接阻值为R 的电阻．将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图2所示．除电阻R 外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )A ．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB. 金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a →bC ．金属棒的速度为v 时，所受的安培力大小为F ＝B 2L 2v RD ．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少6.图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑．设回路的总电阻恒定为R ，当导体AC 从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有( )A ．导体下落过程中，机械能守恒B ．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量C ．导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能D ．导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能7.如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L （L ＜d ），质量为m ，电阻为R ，将线圈在磁场上方高h 处静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，则线圈穿越磁场的过程中（从cd 边刚进入磁场起一直到ab 边离开磁场为止）( ）A 、感应电流所做的功为mgdB 、感应电流所做的功为2mgdC 、线圈的最小速度可能为mgR B 2L 2D 、线圈的最小速度一定为2g （h ＋L －d ）8.如图所示，导体框架的平行导轨间距d ＝1m ，框架平面与水平面夹角α＝30°，匀强磁场方向垂直框架平面向上，且B ＝0.2T ，导体棒ab 的质量m ＝0.2kg ，R =0.1Ω，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g 取10m/s 2）求：（1）试分析ab 棒的运动性质。

高中物理第四章电磁感应4_5电磁感应现象的两类情况强化演练新人教版选修3_20316212.doc

第四章第5节电磁感应现象的两类情况课后强化演练一、选择题1．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )解析：据麦克斯韦电磁理论，要产生恒定的感生电场，必须由均匀变化的磁场产生，C 对．答案：C2．(2017·平遥中学质检)如图所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直环面向里，磁感应强度以B ＝B 0＋Kt (K ＞0)随时间变化，t ＝0时，P 、Q 两板电势不相等．两板间的距离远小于环的半径，经时间t 电容器P 板( )A ．带负电，电荷量是kL 2C 4π B ．带正电，电荷量是kL 2C4π C ．所带电荷量与t 成正比D ．不带电解析：根据法拉第电磁感应定律可知，E ＝n ΔB Δt S ＝KL 24π，根据楞次定律可知，圆环相当于电源，P 板带负电，电荷量Q ＝CE ＝kL 2C 4π，A 选项正确．答案：A3．如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增大时，小球将( )A ．沿顺时针方向运动B ．沿逆时针方向运动C ．在原位置附近往复运动D ．仍然保持静止状态解析：当磁场增大时，由楞次定律和安培定则知，感应电场沿逆时针方向，带负电小球在电场力作用下沿顺时针方向运动．答案：A4．如图所示，由导体棒ab 和矩形线框cdef 组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B 随时间均匀增大，则下列说法正确的是( )A ．导体棒的a 端电势比b 端电势高，电势差U ab 在逐渐增大B ．导体棒的a 端电势比b 端电势低，电势差U ab 在逐渐增大C ．线框cdef 中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大D ．线框cdef 中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大解析：导体棒ab 切割磁感线属于动生电动势，由右手定则可知，φa >φb ，磁感应强度B 随时间均匀增大，由E ＝BLv 得，电势差U ab 在逐渐增大，选项A 正确，而B 错误；矩形线框cdef 因为运动而在cd 、ef 中产生的动生电动势相抵消，故只有磁感应强度变化而在线框中产生的感生电动势，由楞次定律得，线框中感应电流的方向是逆时针方向，由法拉第电磁感应定律E ＝ΔB Δt·S 得，线框cdef 中感应电动势的大小不变，因此其感应电流的大小也不变，选项C 、D 均错．答案：A5.(多选)如图所示，一金属半圆环置于匀强磁场中，当磁场突然减弱时，则( )A ．N 端电势高B ．M 端电势高C ．若磁场不变，将半圆环绕MN 轴旋转180°的过程中，N 端电势高D ．若磁场不变，将半圆环绕MN 轴旋转180°的过程中，M 端电势高解析：将半圆环补充为圆形回路，由楞次定律可判断圆环中产生的感应电动势方向在半圆环中由N 指向M ，即M 端电势高，B 正确；若磁场不变，半圆环绕MN 轴旋转180°的过程中，由楞次定律可判断，半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N 指向M ，即M 端电势高，D 正确．答案：BD6．(多选)如图，导体棒在匀强磁场中做切割磁感线运动，下列说法正确的是( )A ．导体做切割磁感线运动产生动生电动势B ．导体棒中的自由电荷因受洛伦兹力而定向移动C ．导体棒中的自由电荷因受感生电场作用而定向移动D ．导体棒中的自由电荷热运动的速度为v 0解析：导体做切割磁感线运动，产生动生电动势，A 选项正确；导体棒在匀强磁场中做切割磁感线运动，自由电荷运动，受到洛伦兹力后定向移动，不是电场力作用而发生的定向移动，B 选项正确，C 选项错误；导体棒中的自由电荷相对磁场运动的速度为v 0，不是热运动的速度，D 选项错误．答案：AB二、非选择题7．(2017·进贤县月考)有一个1 000匝的线圈，在0.4 s 内通过它的磁通量从0.02 Wb 增加到0.09 Wb ，求线圈中的感应电动势？如果线圈的电阻是10 Ω，把一个电阻990 Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流是多大？解析：根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E ＝n ΔΦΔt＝175 V ，根据闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流I ＝E R ＋r ＝0.175 A. 答案：175 V 0.175 A8．如图甲所示，截面积为0.2 m 2的100匝圆形线圈A 处在变化的磁场中．磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示，设向外为B 的正方向．R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF ，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．解析：E ＝n ΔB Δt S ＝100×0.021×0.2 V＝0.4 V 电路中的电流I ＝ER 1＋R 2＝0.44＋6 A ＝0.04 A 所以U C ＝U 2＝IR 2＝0.04×6 V＝0.24 VQ ＝CU C ＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6 C由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电．答案：7.2×10－6C 上极板带正电精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况训练含解析新人教版选修3212131101

高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况训练含解析新人教版选修3212131101A级抓基础1.（多选）下列说法中正确的是（）A.动生电动势的产生与洛伦兹力有关B.因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C.动生电动势的方向可以由右手定则来判定D.导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：由动生电动势产生原因知A、C正确，B错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故D错误.答案：AC2.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将（）A.沿顺时针方向运动B.沿逆时针方向运动C.在原位置附近往复运动D.仍然保持静止状态解析：当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动.答案：A3.如图所示，有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B，已知圆的半径r＝5 cm，电容C＝20 μF，当磁场B以4×10－2 T/s的变化率均匀增加时，则（）A.电容器a板带正电，电荷量为2π×10－9 CB.电容器a板带负电，电荷量为2π×10－9 CC.电容器b板带正电，电荷量为4π×10－9 CD.电容器b 板带负电，电荷量为4π×10－9C解析：圆环为电源，所以a 是正极带正电.E ＝ΔB Δt·S ＝π×10－4 V ，所以Q ＝UC ＝2π×10－9C.答案：A4.如图所示，矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，下列说法中正确的是（）A.穿过线框的磁通量不变化，MN 间无感应电动势B.MN 这段导体做切割磁感线运动，MN 间有电势差C.MN 间有电势差，所以电压表有示数D.因为有电流通过电压表，所以电压表有示数解析：穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但ab 、MN 、dc 都切割磁感线，它们都有感应电动势，故A 错，B 对；无电流通过电压表，电压表无示数，C 、D 错.答案：B5.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B .正方形金属框abcd 可绕光滑轴OO ′转动，边长为L ，总电阻为R ，ab 边质量为m ，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t 到达竖直位置，ab 边的速度大小为v ，则在金属框内产生的热量大小等于（）A.mgL －mv 22 B.mgL ＋mv 22C.mgL －mv 22 D.mgL ＋mv 22解析：金属框绕光滑轴转下的过程中机械能有损失但能量守恒，损失的机能能为mgL －mv 22，故产生的热量为mgL －mv 22，选项C 正确.答案：C6.如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R 相连，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面.一质量为m 的金属棒以初速度v 0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计.下列说法正确的是（）A.回到出发点的速度v 大于初速度v 0B.通过R 的最大电流，上升过程小于下落过程C.电阻R 上产生的热量，上升过程大于下落过程D.所用时间上升过程大于下落过程解析：金属棒切割磁感线运动，由右手定则和法拉第电磁感应定律、安培力公式可知金属棒下行和上行时的受力情况，由能量守恒定律可知，金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以回到出发点的速度v 小于初速度v 0，选项A 错误；设金属棒运动的速度为v ，长度为l ，那么感应电动势E ＝Blv ，通过R 的电流I ＝E R ＝Blv R，可见，当金属棒运动速度v 大时，通过R 的电流大，因为金属棒在运动过程中，机械能不断转化为热能，所以运动到同一高度处，上升时的速度大于下降时的速度，所以通过R 的最大电流上升过程大于下落过程，选项B 错误；同一高度处金属棒上升时受到的安培力大于下降时受到的安培力，由于上升和下降的高度相同，所以上升过程克服安培力所做的功大于下降时克服安培力做的功，故电阻R 上产生的热量上升过程大于下落过程，选项C 正确；研究金属棒的上升过程时，可以采取逆向思维法，把上升过程看作金属棒从最高点自由下落，显然，下落的加速度a 1＞g ＞a 2，其中a 2为金属棒返回下落时的加速度，显然，下落相同高度，t 1＜t 2，选项D 错误.答案：CB 级提能力7.如图，MN 和PQ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L ，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R 的定值电阻.平直部分导轨左边区域有宽度为d 、方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场.质量为m 、电阻也为R 的金属棒从高度为h 处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）A.流过金属棒的最大电流为Bd 2gh 2RB.通过金属棒的电荷量为BdL RC.克服安培力所做的功为mghD.金属棒产生的焦耳热为12mg （h －μd ）解析：金属棒滑下过程中，根据动能定理有mgh ＝12mv 2m ，根据法拉第电磁感应定律有E m ＝BLv m ，根据闭合电路欧姆定律有I m ＝E m 2R，联立三式得I m ＝BL 2gh 2R ，故A 错误；根据q ＝ΔΦ2R 可知，通过金属棒的电荷量为BdL 2R，故B 错误；金属棒运动的全过程中，根据动能定理得mgh ＋W f ＋W 安＝0，所以克服安培力做的功小于mgh ，故C 错误；由W f ＝－μmgd ，金属棒克服安培力做的功完全转化成电热，由题意可知金属棒与电阻R 上产生的焦耳热相同，设金属棒上产生的焦耳热为Q ，故2Q ＝－W 安，Q ＝12mg （h －μd ），故D 正确. 答案：D8.如图所示，可绕固定轴OO ′转动的正方形线框的边长为L ，不计摩擦和空气阻力，线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置所用的时间为t ，ab 边的速度为v ，设线框始终处在竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中，试求：（1）这个过程中回路中的感应电动势.（2）到达竖直位置时回路中的感应电动势.解析：（1）E －＝ΔΦΔt ＝BL 2－0t ＝BL 2t. （2）在竖直位置B ⊥v ，所以E ＝BLv .9.如图所示，MN 、PQ 为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距l ＝0.5 m ，导轨左端连接一个R ＝0.2 Ω的电阻和一个理想电流表A ，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度B ＝1 T 的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.一根质量m ＝0.4 kg 、电阻r ＝0.05 Ω的金属棒与磁场的左边界cd 重合.现对金属棒施加一水平向右、大小为0.4 N 的恒定拉力F ，使棒从静止开始向右运动，已知在金属棒离开磁场右边界ef 前电流表的示数已保持稳定.（1）求金属棒离开磁场右边界ef 时的速度大小；（2）当拉力F 的功率为0.08 W 时，求金属棒的加速度.解析：（1）由题意可知，当金属棒离开右边界ef 时已达到最大速度v max ，E ＝Blv max ，I ＝E R ＋r， F 安＝BIl ，F 安＝F ，联立以上各式并代入数据，得v max ＝0.4 m/s.（2）当力F 的功率为0.08 W 时，金属棒的速度v ＝P F＝0.2 m/s ， F －F 安′＝ma ，即F －B 2l 2v R ＋r＝ma ，代入数据得a ＝0.5 m/s 2，方向向右.10.如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ＝30°的斜面上，导轨上、下端各接有一个阻值R ＝20 Ω的电阻，导致电阻忽略不计，导轨宽度L ＝2 m ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B ＝1 T.质量m ＝0.1 kg 、连入电路的电阻为r ＝10 Ω的金属棒ab 在导轨斜面较高处由静止释放.当金属棒ab 下滑高度h ＝3 m 时，速度恰好达到最大值v ＝2 m/s.金属ab 在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，g 取10 m/s 2.求：（1）金属棒ab 由静止至下滑高度为3 m 的运动过程中机械能的减少量.（2）金属棒ab 由静止至下滑高度为3 m 的运动过程中导轨上端电阻R 中产生的热量.解析：（1）金属棒ab 机械能的减少量ΔE ＝mgh －12mv 2＝2.8 J. （2）速度最大时金属棒ab 产生的电动势E ＝BLv ，产生的电流I ＝Er ＋R2，此时的安培力F ＝BIL ＝1×0.2×2 N ＝0.4 N ，由题意可知，所受摩擦力F f ＝mg sin 30°－F ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0.1×10×12－0.4N ＝0.1 N ，由能量守恒知，损失的机械能等于金属棒ab 克服摩擦力做功和产生的电热之和，电热Q ＝ΔE －F f h sin 30°＝（2.8－0.1×3×2）J ＝2.2 J ，又上、下端电阻并联后再与金属棒ab 串联，公式Q ＝I 2⎝ ⎛⎭⎪⎫r ＋R 2t ，则上端电阻R 中产生的热量Q R ＝Q 4＝14×2.2 J ＝0.55 J. 11.如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长为L ＝1 m 、质量为m ＝0.1 kg 的导体MN ，其电阻R ＝1 Ω，导体棒架在磁感应强度B ＝1 T 、竖直放置的框架上，当导体棒上升h ＝3.8 m 时获得稳定的速度，导体产生的热量为14 J ，电动机牵引棒时，电压表、电流表的示数分别为7 V 、1 A ，电动机内阻r ＝1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦，g 取10 m/s 2，求：（1）棒能达到的稳定速度；（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间.解析：（1）电动机的输出功率P 出＝IU －I 2r ＝6 W ，棒达到稳定速度时，有F ＝mg ＋BIL ＝mg ＋B 2L 2v m R，而电动机的输出功率P 出＝Fv m ，由以上各式解得v m ＝2 m/s.（2）从棒开始运动至达到稳定速度的过程中，由能量守恒定律，有P 出t ＝mgh ＋12mv 2m ＋Q ，解得完成此过程所需要的时间t ＝3 s.。

2019_2020学年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况练习(含解析)新人教版

5电磁感觉现象的两类状况课后篇稳固提高基础稳固1.以下说法中正确的选项是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在四周空间产生感生电场C.感生电场的方向也相同能够用楞次定律和右手定章来判断D.感生电场的电场线是闭合曲线, 其方向必定是沿逆时针方向分析磁场变化时在空间激发感生电场, 其方向与所产生的感觉电流方向相同, 只好由楞次定律判断,A 项正确。

答案 A2. ( 多项选择 ) 在空间某处存在一变化的磁场, 则以下说法中正确的选项是()A. 在磁场中放一闭合线圈, 线圈中必定会产生感觉电流B. 在磁场中放一闭合线圈, 线圈中不必定产生感觉电流C.在磁场中不放闭合线圈, 在变化的磁场四周必定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈, 在变化的磁场四周必定会产生电场分析依据感觉电流的产生条件, 只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化, 线圈中才产生感觉电流,A 错误,B 正确 ; 变化的磁场产生感生电场 , 与能否存在闭合线圈没关 ,C 错误 ,D 正确。

答案BD3.以下图 , 空间有一个方向水平的有界磁场地区, 一个矩形线框 , 自磁场上方某一高度着落, 而后进入磁场 , 进入磁场时 , 导线框平面与磁场方向垂直, 则在进入时导线框不行能()A.变加快着落B.变减速着落C.匀速着落D.匀加快着落分析导线框刚进入磁场时做什么运动, 取决于所受安培力与重力的大小关系。

若F安,则加快;若<mgF 安, 则减速 ;若安, 则匀速。

因为F安随速度发生变化 , 线框所受协力是变化的, 即线框不行能>mg F =mg做匀变速运动 , 应选 D。

答案 D4. ( 多项选择 ) 以下图 , 闭合金属导线框搁置在竖直向上的匀强磁场中, 磁感觉强度的大小随时间变化而变化。

以下说法中正确的选项是()A. 当磁感觉强度增大时, 线框中的感觉电流可能减小B. 当磁感觉强度增大时, 线框中的感觉电流必定增大C.当磁感觉强度减小时, 线框中的感觉电流必定增大D.当磁感觉强度减小时, 线框中的感觉电流可能不变分析线框中的感觉电动势为E= S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=, 因为B增大或减小时,可能减小, 可能增大, 也可能不变。

2022_2022学年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况课后检测含解析新人教版选修3_2

电磁感应现象的两类情况记一记电磁感应现象的两类情况知识体系辨一辨1.如果空间不存在闭合电路，变化的磁场周围不会产生感生电场．(×)2．处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用．(√) 3．感生电场就是感生电动势．(×)4．由动生电动势的分析可知，洛伦兹力对运动电荷不做功是错误的．(×)5．导体切割磁感线运动时，克服安培力做多少功，就会有多少其他形式的能转化为电能．(√)想一想1.感生电场的方向与感应电流的方向有什么关系？如何判断感生电场的方向？提示：感应电流的方向与正电荷定向移动的方向相同．感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方向与感应电流的方向相同，感生电场的方向可以用楞次定律来判定．2．电路中由于磁通量变化产生感生电动势时，其中的非静电力是哪种性质力？提示：是感生电场对自由电荷的作用．3．假设导体棒垂直磁场一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？提示：不会．假设导体棒一直运动下去，当导体棒内部自由电荷在电场中所受电场力与洛伦兹力相等时，自由电荷将不再运动．4．有人认为动生电动势和感生电动势具有相对性，你觉得对吗？提示：对，例如将条形磁铁插入线圈中，如果在相对磁铁静止的参考系内观察，线圈运动，产生的是动生电动势；如果在相对线圈静止的参考系中观察，线圈中磁场变化，产生感生电动势．思考感悟：练一练1.(多项选择)以下说法正确的选项是( )A．感生电场由变化的磁场产生B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C．感生电场的方向可以用楞次定律和安培定那么来判定D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向解析：变化的磁场在空间激发感生电场，恒定的磁场不能在周围空间产生感生电场，A 项正确，B项错误；感生电场的电场线是闭合曲线，感生电场的方向可由楞次定律和安培定那么判断，不一定是沿逆时针方向，C项正确，D项错误．答案：AC2．在按如下图的四种变化规律的磁场中能产生恒定的感生电场的是( )解析：据麦克斯韦电磁理论，恒定的感生电场由均匀变化的磁场产生，C项正确．答案：C3．在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如下图，电容器电容C＝30 μF，l1＝5 cm，l2＝8 cm，磁场以5×10－2 T/s的变化率增强，那么( )A．电容器上极板带正电，带电荷量为2×10－9 CB．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10－9 CC．电容器上极板带负电，带电荷量为4×10－9 CD．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10－9 C解析：根据楞次定律和安培定那么可判断电容器上极板带正电；因为磁感应强度是均匀增大的，故感应电动势大小恒定，由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·S ，可得E ＝ΔB Δt·l 1l 2＝5×10－2×5×10－2×8×10－2 V ＝2×10－4 V ，即电容器两板上所加电压U 为2×10－4 V ，所以电容器带电荷量为Q ＝CU ＝30×10－6×2×10－4 C ＝6×10－9 C ，故B 项正确．答案：B4．(多项选择)如下图，金属杆ab 以恒定的速率v 在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R (恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，以下表达正确的选项是( )A ．ab 杆中的电流与速率v 成正比B ．磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比C ．电阻R 上产生的热功率与速率v 成正比D ．外力对ab 杆做功的功率与速率v 成正比解析：由E ＝Blv 和I ＝E R 得，I ＝Blv R ，所以安培力F ＝BIl ＝B 2l 2v R，电阻上产生的热功率P ＝I 2R ＝B 2l 2v 2R，外力对ab 做功的功率就等于回路产生的热功率，A 、B 两项正确．答案：AB要点一感生电场和感生电动势1．如下图，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：B2．某空间出现了如下图的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是( )A ．沿AB 方向磁场在迅速减弱B ．沿AB 方向磁场在迅速增强C ．沿BA 方向磁场恒定不变D ．沿BA 方向磁场在迅速减弱解析：感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，那么回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定那么可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场的情况有两种可能：原磁场方向向下且沿AB 方向减弱，或原磁场方向向上且沿BA 方向增强，所以A 有可能．答案：A要点二动生电动势3．如下图，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，以下说法中正确的选项是 ( )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无关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关，B 、C 、D 三项错误．答案：A4．如下图，边长为L 的正方形线圈与足够大的匀强磁场垂直，磁感应强度为B .当线圈按图示方向以速度v 垂直B 运动时，以下判断正确的选项是( )A ．线圈中无电流，φa ＝φb ＝φc ＝φdB ．线圈中无电流，φa ＞φb ＝φd ＞φcC ．线圈中有电流，φa ＝φb ＝φc ＝φdD ．线圈中有电流，φa ＞φb ＝φd ＞φc解析：线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C 、D 两项错误；导线两端有电势差，根据右手定那么可知A 项错误，B 项正确．答案：B要点三电磁感应中的动力学问题5.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示，那么( )A ．从0到t 1时间内，导线框中电流的方向为abcdaB ．从0到t 1时间内，导线框中电流越来越小C ．从0到t 2时间内，导线框中电流的方向始终为adcbaD ．从0到t 2时间内，导线框ab 边受到的安培力越来越大解析：由楞次定律，从0到t 2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba ，A 项错误，C 项正确；由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，从0到t 2时间内，导线框中电流恒定，B 项错误；由安培力公式，从0到t 2时间内，导线框ab 边受到的安培力先减小后增大，D 项错误．答案：C6．如下图，两根竖直放置的光滑平行导轨，其中一局部处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场．一根金属杆MN 保持水平并沿导轨滑下(导轨电阻不计)，当金属杆MN 进入磁场区后，其运动的速度随时间变化的图线不可能的是( )解析：当金属杆MN 进入磁场区后，切割磁感线产生感应电流，受到向上的安培力．金属杆MN 进入磁场区时，假设所受的安培力与重力相等，做匀速直线运动，速度不变，所以A 图象是可能的；金属杆MN 进入磁场区时，假设所受的安培力小于重力，做加速运动，随着速度的增大，感应电动势和感应电流增大，金属杆所受的安培力增大，合外力减小，加速度减小，v －t 图象的斜率应逐渐减小，故B 图象不可能，C 图象是可能的；金属杆MN 进入磁场区时，假设所受的安培力大于重力，做减速运动，随着速度的减小，金属杆所受的安培力减小，合外力减小，加速度减小，v －t 图象的斜率减小，D 图象是可能的，应选B 项．答案：B要点四电磁感应中的能量问题7．(多项选择)把一个矩形线圈从理想边界的匀强磁场中匀速拉出来，如下图，第一次为v 1，第二次为v 2，且v 2＝2v 1，两种情况下拉力做的功W 1与W 2之比，拉力的功率P 1与P 2之比，线圈中产生的焦耳热Q 1与Q 2之比( )A.W 1W 2＝12B.Q 1Q 2＝21C.P 1P 2＝12D.P 1P 2＝14解析：由题意知线圈被匀速拉出，所以有F ＝F 安＝BIL ①，由法拉第电磁感应定律得I ＝BLv R ②，①②两式联立得F ＝B 2L 2v R ，拉力做功为W ＝Fs ＝B 2L 2v Rs ，所以两种情况下拉力做的功W 1与W 2之比为W 1W 2＝v 1v 2＝12；由公式P ＝Fv 可得，两种情况下拉力的功率P 1与P 2之比为P 1P 2＝v 21v 22＝14；由公式Q ＝Pt 和t ＝s v 可得，两种情况下线圈中产生的焦耳热Q 1与Q 2之比为Q 1Q 2＝P 1t 1P 2t 2＝P 1v 2P 2v 1＝12.选项A 、D 两项正确．答案：AD8．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如下图，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m 的小金属块从抛物线y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，那么金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgb B.12mv 2 C ．mg (b －a ) D ．mg (b －a )＋12mv 2 解析：金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生感应电流，进而产生焦耳热．最后，金属块在高为a 的曲面上做往复运动．减少的机械能为mg (b－a )＋12mv 2，由能量的转化和守恒可知，减少的机械能全部转化成焦耳热，即选D. 答案：D根底达标1.(多项选择)关于感生电动势和动生电动势的比拟，以下说法正确的选项是( )A ．感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场，感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势B ．动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动，使导体棒两端出现的电动势C ．在动生电动势产生的过程中，洛伦兹力对自由电荷做功D ．感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的，只是感生电动势是由于磁场的变化产生的，而动生电动势是由于面积的变化产生的解析：感生电动势和动生电动势的产生机理不同，易知A 、B 两项正确；在动生电动势产生的过程中，某一方向上的洛伦兹力对自由电荷做正功，另一方向上的洛伦兹力对自由电荷做负功，整体上，洛伦兹力不做功，C 项错误；感生电动势和动生电动势实质上都是电磁感应现象中产生的电动势，都是由于磁通量的变化引起的，D 项正确．答案：ABD2．(多项选择)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v 0沿逆时针方向匀速转动，假设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(如下图)( )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 项正确；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 项正确；小球在水平面内沿半径方向受两个力作用：环的压力F N 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 v 2r，其大小随速度先减小后增大，因此压力F N 也不一定始终增大．故正确答案为C 、D.答案：CD3．如下图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上．当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为φa 、φb 、φc .bc 边的长度为l .以下判断正确的选项是( )A ．φa ＞φc ，金属框中无电流B ．φb ＞φc ，金属框中电流方向沿abcaC ．U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U ac ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿acba 解析：金属框abc 平面与磁场方向平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，B 、D 两项错误；转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定那么判断φa <φc ，φb <φc ，A 项错误；由转动切割产生感应电动势得U bc ＝－12Bl 2ω，C 项正确．答案：C4．如下图，在匀强磁场中，放置两根光滑平行导轨MN 和PQ ，其电阻不计，ab 、cd 两根导体棒，其电阻R ab ＜R cd ，当ab 棒在外力F 1作用下向左匀速滑动时，cd 棒在外力F 2作用下保持静止，F 1和F 2的方向都与导轨平行，那么，F 1和F 2大小相比、ab 和cd 两端的电势差相比，正确的选项是( )A ．F 1＞F 2，U cd ＞U abB ．F 1＝F 2，U ab ＝U cdC ．F 1＜F 2，U ab ＜U cdD ．F 1＝F 2，U ab ＜U cd解析：因ab 和cd 的磁场力都是F ＝BIl ，又因为ab 棒在外力F 1作用下向左匀速滑动时，cd 在外力F 2作用下保持静止，故F 1＝F 2，又由MN 、PQ 电阻不计，所以a 、c 两点等势，b 、d 两点等势，因而U ab ＝U cd ，故B 项正确．答案：B5．如下图，均匀磁场中有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B 0.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ΔB Δt的大小应为( ) A.4ωB 0π B.2ωB 0πC.ωB 0πD.ωB 02π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I 1＝B 0ΔS R Δt＝B 0πr 2Δθ2πR Δt ＝B 0r 2ω2R ；当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，可得感应电流I 2＝ΔB ·S R Δt ＝ΔB ·πr 22R Δt ，令I 1＝I 2，可得ΔB Δt ＝ωB 0π，C 项正确．答案：C6．如下图，将条形磁铁插入闭合线圈内(未全部插入)，假设第一次迅速插入线圈中用时0.2 s ，第二次缓慢插入线圈中同一位置用时1 s ，那么第一次和第二次插入线圈的过程中，通过线圈导线截面的电荷量之比以及通过直导线ab 的电流方向表述正确的选项是( )A ．1:1 a →bB ．1:1 b →aC ．1:5 a →bD ．1:5 b →a解析：由E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R ，q ＝I Δt ，可得q ＝ΔΦR.条形磁铁两次插入闭合线圈内的过程中，磁通量的变化ΔΦ相同，通过导线截面的电荷量相同，可知电荷量之比为1:1，由楞次定律可知电流方向为b →a ，故B 项正确．答案：B7．(多项选择)如下图，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ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( )A ．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 与重力的合力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热解析：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 项正确；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 项正确．答案：AD8．(多项选择)如下图，三角形金属导轨EOF 上放有一金属杆AB ，在外力作用下，使AB 保持与OF 垂直，从O 点开始以速度v 匀速右移，该导轨与金属杆均由粗细相同的同种金属制成，那么以下判断正确的选项是 ( )A ．电路中的感应电流大小不变B ．电路中的感应电动势大小不变C ．电路中的感应电动势逐渐增大D ．电路中的感应电流逐渐减小解析：设金属杆从O 点开始运动到如题图所示位置所经历的时间为t ，∠EOF ＝θ，金属杆切割磁感线的有效长度为L ，故E ＝BLv ＝Bv ·vt tan θ＝Bv 2tan θ·t ，即电路中感应电动势的大小与时间成正比，C 项正确；电路中感应电流I ＝E R ＝Bv 2tan θ·t ρl S.而l 为闭合三角形的周长，即l ＝vt ＋vt ·tan θ＋vtcos θ＝vt ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋tan θ＋1cos θ，所以I ＝Bv tan θ·Sρ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋tan θ＋1cos θ是恒量，所以A 项正确．答案：AC9．如图，一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v ，在水平U 形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路电阻为R 0，半圆形硬导体AB 的电阻为r ，其余电阻不计，那么半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及A 、B 之间的电势差分别为( )A ．BLvBLvR 0R 0＋rB ．2BLv BLvC ．2BLv 2BLvR 0R 0＋rD ．BLv 2BLv 解析：半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小为E ＝B ·2Lv ＝2BLv ，AB 相当于电源，其两端的电压是外电压，由闭合电路欧姆定律得U ＝R 0R 0＋r E ＝2BLvR 0R 0＋r ，应选C 项．答案：C10．在匀强磁场中，ab 、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度v 1、v 2滑动，如下图．以下情况中，能使电容器获得最多电荷量，且左边极板带正电的是( )A ．v 1＝v 2，方向都向右B ．v 1＝v 2，方向都向左C ．v 1>v 2，v 1向右，v 2向左D ．v 1>v 2，v 1向左，v 2向右解析：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，电阻上有最大电压，所以电容器上有最多电量，左极板带正电．答案：C能力达标11．如下图，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为a 的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B .一半径为b (b ＞a )，电阻为R 的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合．当内、外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中，通过导线环截面的电荷量为( ) A.πB |b 2－2a 2|R B.πB b 2＋2a 2RC.πB b 2－a 2RD.πB b 2＋a 2R解析：开始时穿过导线环向里的磁通量设为正值，Φ1＝B πa 2，向外的磁通量那么为负值，Φ2＝－B ·π(b 2－a 2)，总的磁通量为它们的代数和(取绝对值)Φ＝B ·π|b 2－2a 2|，末态总的磁通量为Φ′＝0，由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势为E －＝ΔΦΔt，通过导线环截面的电荷量为q ＝E －R ·Δt ＝πB |b 2－2a 2|R，A 项正确．答案：A12．如下图，L 1＝0.5 m ，L 2＝0.8 m ，回路总电阻为R ＝0.2 Ω，重物的质量M ＝0.04 g ，导轨光滑，开始时磁场B 0＝1 T ．现使磁感应强度以ΔB Δt＝0.2 T/s 的变化率均匀地增大，试求：当t 为多少时，重物刚好离开地面？(g 取10 m/s 2)解析：回路中原磁场方向向下，且磁感应强度增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定那么可以判知，ab 中的感应电流的方向是a →b ，由左手定那么可知，ab 所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．电路中电动势E ＝ΔΦΔt ＝L 1L 2ΔB Δt＝0.08 V 电流I ＝E R ＝0.4 A重物刚好离开地面时有BIL 1＝Mg将B ＝B 0＋ΔB Δtt 代入解得t ＝5 s.答案：5 s13．如图甲所示，平行导轨MN 、PQ 水平放置，电阻不计，两导轨间距d ＝10 cm ，导体棒ab 、cd 放在导轨上，并与导轨垂直．每根导体棒在导轨间的局部，电阻均为R ＝1.0 Ω.用长为L ＝20 cm 的绝缘丝线将两导体棒系住，整个装置处在匀强磁场中．t ＝0时，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态．此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图乙所示．不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断．求：(1)0～2.0 s 时间内，电路中感应电流的大小与方向；(2)t ＝1.0 s 时刻丝线的拉力大小．解析：(1)由题图乙可知ΔB Δt＝0.1 T/s 由法拉第电磁感应定律有E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S ＝2×10－3 V 那么I ＝E 2R＝1×10－3A 由楞次定律和安培定那么可知电流方向为acdba(2)导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡，由题图乙可知t ＝1.0 s 时B ＝0.1 T那么F T ＝F 安＝BId ＝1×10－5 N答案：(1)1×10－3 A 方向为acdba (2)1×10－5 N14．如图甲所示，轻质细线吊着一质量m ＝0.32 g 、边长L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω，边长为L 2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间的变化如图乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松弛，取g＝10 m/s 2.求：(1)从t ＝0到t ＝t 0时间内线圈中产生的电动势；(2)从t ＝0到t ＝t 0时间内线圈的电功率；(3)t 0的值．解析：(1)由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ·12×⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝0.4 V (2)I ＝E r ＝0.4 A ，P ＝I 2r ＝0.16 W(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有F 安＝nB t 0I ·L 2＝mg ，I ＝E r ，那么B t 0＝2mgr nEL＝2 T 由图象知B t 0＝1＋0.5t 0(T)，解得t 0＝2 s答案：(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s。

学年高中物理第四章电磁感应第节电磁感应现象的两类情况课时作业新人教版选修.doc

第5节电磁感应现象的两类情况[随堂检测]1.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.增大C.减少D.以上情况都有可能解析：选B.根据麦克斯韦电磁场理论，当磁感应强度均匀增大时，会产生环形电场；根据楞次定律，电场方向垂直于磁场沿逆时针方向，与正电荷运动方向一致，电场力对粒子做正功，粒子的动能将增大，故B 项正确.2.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面（纸面）内.回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图乙所示.用F 表示ab 边受到的安培力，以水平向右为F 的正方向，能正确反映F 随时间t 变化的图象是（）解析：选B.0～T2时间内，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律可得回路的圆环形区域产生大小恒定的、顺时针方向的感应电流，根据左手定则，ab 边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向左的恒定的安培力；同理可得T2～T 时间内，ab 边在匀强磁场Ⅰ中受到水平向右的恒定的安培力，故B 项正确.3.（2018·唐山高二检测）英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电荷量为＋q的小球.已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（）A.0B.12r 2qk C.2πr 2qkD.πr 2qk解析：选D.变化的磁场使回路中产生的感生电动势E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt ·S ＝k πr 2，则感生电场对小球的作用力所做的功W ＝qU ＝qE ＝qk πr 2，选项D 正确.4.（2018·山东烟台检测）如图甲所示，一水平放置的线圈，匝数n ＝100匝，横截面积S ＝0.2 m 2，电阻r ＝1 Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B 1随时间t 变化关系如图乙所示.线圈与足够长的竖直光滑导轨MN 、PQ 连接，导轨间距l ＝20 cm ，导体棒ab 与导轨始终接触良好，ab 棒的电阻R ＝4 Ω，质量m ＝5 g ，导轨的电阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B 2＝0.5 T.t ＝0时，导体棒由静止释放，g 取10 m/s 2，求：（1）t ＝0时，线圈内产生的感应电动势大小；（2）t ＝0时，导体棒ab 两端的电压和导体棒的加速度大小；（3）导体棒ab 到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率. 解析：（1）由图乙可知，线圈内磁感应强度变化率： ΔBΔt＝0.1 T/s 由法拉第电磁感应定律可知：E 1＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt S ＝2 V.（2）t ＝0时，回路中电流：I ＝E 1R ＋r＝0.4 A导体棒ab 两端的电压U ＝IR ＝1.6 V设此时导体棒的加速度为a ，则由：mg －B 2Il ＝ma 得：a ＝g －B 2Il m＝2 m/s 2. （3）当导体棒ab 达到稳定状态时，满足：mg ＝B 2I ′lI ′＝E 1＋B 2lv R ＋r得：v ＝5 m/s此时，导体棒所受重力的瞬时功率P ＝mgv ＝0.25 W. 答案：（1）2 V （2）1.6 V 2 m/s 2（3）0.25 W5.如图所示，相距为L 的光滑平行金属导轨ab 、cd 固定在水平桌面上，上面放有两根垂直于导轨的金属棒MN 和PQ ，金属棒质量均为m ，电阻值均为R .其中MN 被系于中点的细绳束缚住，PQ 的中点与一绕过定滑轮的细绳相连，绳的另一端系一质量也为m 的物块，绳处于拉直状态.整个装置放于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B .若导轨的电阻、滑轮的质量及一切摩擦均忽略不计，当物块由静止释放后，求：（重力加速度为g ，金属导轨足够长）（1）细绳对金属棒MN 的最大拉力；（2）金属棒PQ 能达到的最大速度.解析：（1）对棒PQ ，开始时做加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，此时感应电流最大，此后棒PQ 做匀速直线运动.对棒PQ ，F 安＝BLI m ＝mg 对棒MN ，F m ＝F 安＝BLI m ＝mg . （2）对棒PQ ，F －mg ＝0时速度最大E ＝BLv m ，I ＝E2R，F ＝BLI解得v m ＝2mgRB 2L2.答案：（1）mg （2）2mgRB 2L2[课时作业]一、单项选择题1.如图所示，金属棒ab 置于水平放置的光滑框架cdef 上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab 斜向下.从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同时施加一个水平方向上的外力F 使金属棒ab 保持静止，则F （）A.方向向右，且为恒力B.方向向右，且为变力C.方向向左，且为变力D.方向向左，且为恒力解析：选C.由E ＝n ΔBΔt·S 可知，因磁感应强度均匀减小，感应电动势E 恒定，由F 安＝BIL ，I ＝ER可知，ab 棒受到的安培力随B 的减小，均匀变小，由外力F ＝F 安可知，外力F 也均匀减小，为变力，由左手定则可判断F 安水平方向上的分量向右，所以外力F 水平向左，C 正确.2.如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场E 和匀强磁场B ，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下降，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a 、b 两点落到地面的顺序是（）A.a 点先落地B.b 点先落地C.a 、b 两点同时落地D.无法判定解析：选A.本题关键是用楞次定律判定感应电动势的方向，并理解感应电动势的正、负极聚集着正、负电荷.当三角形abc 金属框下落时，闭合回路中磁通量没有发生变化，回路不产生感应电流，但由于各边都在切割磁感线，所以会产生感应电动势，根据楞次定律，可以判定a 点的电势高，是电源的正极，b 点的电势低，是电源的负极，a 点聚集着正电荷，b 点聚集着负电荷，a 点的正电荷受到的电场力向下，使a 点加快运动，b 点的负电荷受到的电场力向上，使b 点减缓运动，故a 点先落地.正确选项为A.3.（2018·山西康杰中学高二月考）如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为L ，金属圆环的直径也是L .自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i 的正方向，则圆环中感应电流i 随其移动距离x 变化的i －x 图象最接近（）解析：选A.圆环进入磁场的过程中，圆环中磁通量增大，由楞次定律可得感应电流的方向沿逆时针方向，为正，感应电动势先增大后减小，所以，圆环中感应电流先增大后减小；圆环离开磁场过程中，圆环中磁通量减小，由楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向，为负，感应电流先增大后减小，故A 选项正确.4.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈.ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（）解析：选B.由于bc进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向，其方向与电流的正方向相反，故是负的，所以A、C错误；当逐渐向右移动时，切割磁感线的有效长度在增加，故感应电流在增大；当bc边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方向变为abcda，是正方向，故其图象在时间轴的上方，所以B正确，D错误.5.如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落.如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）A.a1>a2>a3>a4B.a1＝a2＝a3＝a4C.a1＝a3>a2>a4D.a1＝a3>a2＝a4解析：选C.1、3两位置都不受安培力a1＝a3＝g，由于磁场力总小于重力，线圈一直加速，其速度关系为v2<v4，2、4位置的安培力F安2<F安4，所以a2>a4，选C.6.（2018·北京平谷检测）如图甲所示，闭合金属线框abcd置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.规定顺时针方向为电流的正方向，下列各图中能正确表示线框中感应电流i随时间t变化的图象是（）解析：选C.在0到1 s内，磁感应强度B均匀增加，则线框中产生感应电流，由楞次定律可得电流方向为逆时针，负值；由法拉第电磁感应定律可得，感应电流大小恒定.当在1 s到3 s内，磁场不变，则线框中没有磁通量变化，所以没有感应电流.在3到4 s内，磁感应强度B均匀减小，则线框中产生感应电流，由楞次定律可得电流方向为顺时针，正值；由法拉第电磁感应定律可得，感应电流大小恒定.因此C选项正确.7.（2018·北京昌平测试）如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路.在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动.在匀速运动过程中外力F做功W F，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功W G，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为E k.则错误的是（）A.W1＝QB.W2－W1＝QC.W1＝E kD.W F＋W G＝Q＋E k解析：选A.根据题意，由动能定理知：导体棒：W1＝E k①，故A错误，C正确；根据能量守恒知W2－W1＝Q②，故B正确；对磁铁有：W F＋W G－W2＝0③，由①②③得W F＋W G＝E k＋Q，故D正确.二、多项选择题8.如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直.设OO′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）解析：选BCD.设线框质量为m ，电阻为R ，线框ab 边长为l ，磁感应强度为B ，线框自由下落刚进入磁场时速度为v ，当v ＜mgRB 2l 2时，线框做加速度减小的加速运动，C 可能；当v ＝mgR B 2l 2时，线框做匀速运动，D 可能；当v ＞mgRB 2l2时，线框做加速度减小的减速运动直至匀速，B 可能，A 不可能.9.（2018·广东东莞检测）如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为1 kg 的单匝均匀正方形铜线框，在位置1以速度v 0＝3 m/s 进入匀强磁场时开始计时，此时线框中感应电动势为1 V ，在t ＝3 s 时线框到达位置2开始离开匀强磁场此过程中线框v －t 图象如图乙所示，那么（）A.t ＝0时，线框右侧边铜线两端MN 间的电压为0.75 VB.恒力F 的大小为0.5 NC.线框进入磁场与离开磁场的过程中线框内感应电流的方向相同D.线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2 m/s解析：选ABD.t ＝0时，线框右侧边铜线切割磁感线相当于电源，线框右侧边铜线两端MN 间的电压为路端电压，设铜线框四边的总电阻是R ，则路端电压U ＝E R ·34R ＝34E ＝0.75 V ，故A 项正确；t ＝1～3 s ，线框做匀加速直线运动，加速度a ＝Δv Δt ＝3－23－1 m/s 2＝0.5 m/s 2，线框水平方向只受恒力F ，则F ＝ma ＝1×0.5 N ＝0.5 N ，故B 项正确；线框进入磁场与离开磁场的过程中线框内磁通量的变化相反，由楞次定律可知，感应磁场方向相反；由安培定则知，感应电流方向相反，故C 项错误；t ＝0时和t ＝3 s 线框的速度相等，则进入磁场和穿出磁场的过程受力情况相同，在位置3时的速度与t ＝1 s 时的速度相等，线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2 m/s ，故D 项正确.10.（2018·黑龙江大庆实验中学月考）如图所示，边长为L 、电阻不计的n 匝正方形金属线框位于竖直平面内，连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P 、U ，线框及小灯泡的总质量为m ，在线框的下方有一匀强磁场区域，区域宽度为l ，磁感应强度方向与线框平面垂直，其上、下边界与线框底边均水平.线框从图示位置由静止开始下落，穿越磁场的过程中，小灯泡始终正常发光.则（）A.有界磁场宽度l <LB.磁场的磁感应强度应为mgU nPLC.线框匀速穿越磁场，速度恒为P mgD.线框穿越磁场的过程中，灯泡产生的焦耳热为mgL解析：选BC.因线框穿越磁场的过程中小灯泡正常发光，故线框匀速穿越磁场，且线框长度L 和磁场宽度l 相同，A 错误；因线框匀速穿越磁场，故重力和安培力相等，mg ＝nBIL ＝nB P U L ，得B ＝mgUnPL，B 正确；线框匀速穿越磁场，重力做功的功率等于电功率，即mgv ＝P ，得v ＝P mg，C 正确；线框穿越磁场时，通过的位移为2L ，且重力做功完全转化为焦耳热，故Q ＝2mgL ，D 错误.三、非选择题11.如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的同一斜面内，间距为l ，其下端有内阻为r 的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度为B 的匀强磁场中，一质量为m 、电阻为R 的导体棒ab 垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态.不计导轨电阻.已知重力加速度为g .求：（1）导体棒所受安培力F 的大小和方向；（2）电源的电动势E .解析：（1）由题意可知，导体棒所受安培力F 的方向沿斜面向上.导体棒的受力情况如图所示：根据牛顿第二定律有F －mg sin θ＝0 所以F ＝mg sin θ 方向沿斜面向上. （2）因为F ＝IlB 由全电路的欧姆定律：I ＝ER ＋r所以：E ＝mg sin θlB（R ＋r ）. 答案：（1）mg sin θ 方向沿斜面向上（2）mg sin θlB（R ＋r ） 12.如图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为L ＝0.5 m ，在导轨的一端接有阻值为R ＝0.8 Ω的电阻，在x ≥0一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B ＝2 T.一质量m ＝2 kg 的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻r ＝0.2 Ω，导轨电阻不计.当金属杆以v 0 ＝1 m/s 的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为P ＝36 W ，经过2 s 金属杆达到最大速度.求：（1）金属杆达到的最大速度v m ；（2）在这2 s 时间内回路产生的热量Q . 解析：（1）由平衡知识可知：F 外＝F A 安培力：F A ＝BIL 由闭合电路的欧姆定律：I ＝ER ＋r电动势：E ＝BLv m 功率：P ＝F 外v m 解得：v m ＝6 m/s.（2）能量守恒：Q ＝Pt ＋12mv 20－12mv 2m解得Q ＝37 J.答案：（1）6 m/s （2）37 J。

湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应五电磁感应现象的两类情况练习(无答案)新人教版选修3_2

练习五电磁感应现象的两类情况1.如图所示，导体AB 在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，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“洛仑兹力”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2.在磁感应强度为B ，方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ 在宽为L的平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，PQ 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变为E 2，则E 1与E 2之比及通过电阻R 的感应电流方向为( )A ．2∶1，b →aB ．1∶2，b →aC ．2∶1，a →bD ．1∶2，a →b3.如图所示，闭合矩形线框abcd ，电阻为R ，位于磁感应强度为B 的匀强磁场中，ad 边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab 、ad边长分别用L 1、L 2表示，若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为Δt ，则通过线框导线截面的电量是( )A ．BL 1L 2R ΔtB ．BL 1L 2RC ．BL 1L 2ΔtD ．BL 1L 2 4.如图所示，导线MN 可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动，导线位于水平方向的匀强磁场中，回路电阻R ，将MN 由静止开始释放后的一小段时间内，MN 运动的加速度可能是( )A ．保持不变B ．逐渐减小C ．逐渐增大D ．无法确定5.一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示，则能正确反映线圈中感应电动势E 随时间t 变化的图象是( )6.如图所示，半径为R 的圆形线圈两端A 、C 接入一个平行板电容器，线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈所在平面与磁感线的方向垂直，要使电容器所带的电量增大，可采取的措施是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感强度的变化率C ．增大线圈的面积D ．改变线圈平面与磁场方向的夹角7.如图所示，一有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd ，沿纸面由位置1匀速运动到位置2。

高中物理第四章电磁感应专题4.5电磁感应现象的两类情况试题新人教版选修3-2(new)

参考答案:C
试题解析:由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得: ，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。由图乙可知，0～1 s时间内，B增大,Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外）,由右手定则，感应电流是逆时针的,因而是负值，所以可判断0～1 s为负的恒值；1~2 s为零;2~3 s为为正的恒值，故C正确,ABD错误.
1．题型特点：电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题,不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等.要将电磁学和力学的知识综合起来应用。
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
3．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻）,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为
2．“瞬时性”的理解
（1）若v为瞬时速度，则E为；
(2)若v为平均速度，则E为，即。
3．切割的“有效长度"
公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度。图中有效长度分别为：
甲图：；
乙图：沿v1方向运动时，；沿v2方向运动时，l=0；
丙图:沿v1方向运动时，l=；沿v2方向运动时，l=0；沿v3方向运动时,l=R。
2．解题方法：
(1）选择研究对象，即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统；

湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应第六节互感和自感学案(无答案)新人教版

第六节互感和自感【学习目标】1．知道什么是互感现象和自感现象。

2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。

3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。

4．能够通过电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。

【新知预习】1．互感现象：两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。

这种现象叫做，这种感应电动势叫做。

2．注意：.互感现象是一种常见的_________现象，不仅仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何两个_________的电路之间。

3．自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在激发出感应电动势，这种现象称为__________。

由于自感而产生的感应电动势叫__________ ___。

4．自感电动势的方向：根据楞次定律，自感电动势的方向总是“”引起自感电动势的电流变化。

5．自感系数：（1）自感系数：自感系数L简称或（2）决定因素：它跟线圈的、、，以及是否有等因素有关。

线圈的横截面积越____、线圈绕制得越__ __、匝数越_____，它的自感系数越大，另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_____得多。

（3）单位：，符号是，常用的还有毫亨（mH）和微亨（μH），换算关系是1 H=_________mH=________μH（4）物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量。

【导析探究】导析一：通电自感和断电自感在右图所示的电路中，两个灯泡规格相同，A1和线圈L串联后接到电源上，A2与可变电阻R串联后接到电源上。

先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，再调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后再断开开关Ｓ。

从新接通电路。

注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。

实验现象：灯泡较慢的亮起来分析原因：按右图连接电路。

湖北省宜昌市高中物理第四章电磁感应一划时代的发现探究感应电流产生的条件练习(无答案)新人教

练习一划时代的发现探究感应电流产生的条件1．下列现象中，属于电磁感应现象的是 ( )A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针2．在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )A．导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流3．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出( )A．此时此地一定没有磁场B．此时此地一定没有磁场的变化C．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化4．如图所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴．则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是( )A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝ΦcB．B a>B b>B c，Φa<Φb<ΦcC．B a>B b>B c，Φa>Φb>ΦcD．B a>B b>B c，Φa＝Φb＝Φc5．如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝4/5，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为( )A．BSB．4BS/5C．3BS/5D．3BS/46．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef，已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将( ) A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变7．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是( )8．如图所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是( )A．垂直于纸面平动B．以一条边为轴转动C．线圈形状逐渐变为圆形D．沿与磁场垂直的方向平动9．如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是( )A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)10．A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是( )A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转11．线圈A中接有如图所示的电源，线圈B有一半的面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触，则在开关S闭合的瞬间，线圈B中有无感应电流？12．匀强磁场区域宽为L，一正方形线框abcd的边长为l，且l>L，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？13．匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，共10匝，开始B 与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示．(1)当线圈绕ab边转过60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？(2)当线圈绕dc边转过60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．。

高中物理第四章电磁感应第节电磁感应现象的两类情况课时作业新人教版选修.doc

第四章第5节电磁感应现象的两类情况基础夯实一、选择题(1、2题为单选题，3～5题为多选题)1．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)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无关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关，B、C、D项错误。

2．(2017·内蒙古巴市一中高二下学期期中)如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为m，电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中(B)A．导体棒的最大速度为2ghB．通过电阻R的电荷量为BLh R＋rC．导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．安培力对导体棒做的功等于导体棒动能的增加量解析：导体棒匀速运动时速度最大，由于导体棒做加速度减小的变加速运动，加速度小于g，根据功能关系可知最大速度小于2gh。

故A错误。

通过电阻R的电量为q＝ΔΦR总＝BLhR＋r，故B正确。

由功能原理可知，导体棒克服安培力做的功等于电阻R与r上产生的热量之和，故C错误；根据动能定理可知，重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量，故D错误。

3．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是(AC)A．沿AB方向磁场在迅速减弱B．沿AB方向磁场在迅速增强C．沿BA方向磁场在迅速增强D．沿BA方向磁场在迅速减弱解析：由右手定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，如果磁场方向沿AB，则感应磁场与原磁场方向相同，由楞次定律可知，原磁场在减弱，故A 正确，B错误；如果磁场沿BA方向，则感应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场在增强，故C确，D错误，故选AC。

学年高中物理第四章电磁感应电磁感应现象的两类情况练习新人教版选修

4-5 电磁感觉现象的两类状况时间：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共60分) 1．在如下图的四种磁场状况中能产生恒定的感生电场的是( )答案 C分析依据E ＝n ΔΦΔt 可知：恒定的感生电场，一定由均匀变化的磁场产生，C 正确。

2．如下图，在一水平圆滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m ，电荷量为q ，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B 渐渐增大，则( )A ．小球速度变大B ．小球速度变小C ．小球速度不变D ．以上三种状况都有可能答案 A分析在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感觉电场。

依据楞次定律得感觉电场如下图，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大。

A 正确。

3．(多项选择)如下图，先后以速度v 1和v 2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场地区，且v 1＝2v 2，则在先后两种状况下( )A ．线圈中的感觉电动势之比为E 1∶E 2＝2∶1B ．线圈中的感觉电流之比为I 1∶I 2＝1∶2C ．线圈中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝1∶4D ．经过线圈某横截面的电荷量之比q 1∶q 2＝1∶1答案 AD分析 v 1＝2v 2，依据E ＝BLv ，可知感觉电动势之比为E 1∶E 2＝2∶1，感觉电流I ＝E R ，则感觉电流之比为I 1∶I 2＝2∶1，因此A 正确，B 错误。

v 1＝2v 2，可知将线圈拉出磁场所用时间之比为t 1∶t 2＝1∶2，依据Q ＝I 2Rt ，可知线圈中产生的焦耳热之比为Q 1∶Q 2＝2∶1，故C 错误。

依据q ＝It ＝n ΔΦR ，可知经过线圈某横截面的电荷量之比为q 1∶q 2＝1∶1，因此D 正确。

4．在竖直向上的匀强磁场中，水平搁置一个不变形的单匝金属圆形线圈，规定线圈中感觉电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感觉强度B 随时间t 如图乙所示变化时，正确表示线圈中感觉电动势E 随时间t 变化的图象是( )答案 A分析由法拉第电磁感觉定律有：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt ，在t ＝0到t ＝1 s 这段时间，B 均匀增大，则ΔB Δt 为一恒量，则E 为一恒量，再由楞次定律可判断感觉电流为顺时针方向，则感觉电动势为正当。