物理同步测试：4.5 电磁感应现象的两类情况（人教选修3-2）.docVIP

1.(对应要点一)某空间出现了如图4－5－9所示的磁场，当磁感应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关系描述正确的是(　　) A．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 B．当磁感应强度均匀增大时，感生电场的电场线从上向下看应为图4－5－9逆时针方向 C．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为顺时针方向 D．当磁感应强度均匀减小时，感生电场的电场线从上向下看应为逆时针方向 解析：感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：由题知原磁场方向向上，当磁感应强度增大时，在周围有闭合导线的情况下，感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反，即感应电流的磁场方向向下，再由右手螺旋定则得到感应电流的方向是：从上向下看应为顺时针方向，则感生电场的方向从上向下看也为顺时针方向；同理可知，当磁感应强度减小时，感生电场的方向从上向下看应为逆时针方向。所以A、D对。 答案：AD 2.(对应要点二)如图4－5－10所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出。在其他条件不变的情况下(　　) A．速度越大时，拉力做功越多 B．线圈边长L1越大时，拉力做功越多图4－5－10 C．线圈边长L2越大时，拉力做功越多 D．线圈电阻越大时，拉力做功越多 解析：用力F匀速拉出线圈过程所做的功为W＝FL2，又F＝F安＝IBL1，I＝，所以W＝， 可知A、B、C正确，D错误。 答案：ABC 3．(对应要点二)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4－5－11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g图4－5－11 B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝ D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 解析：金属棒刚释放时，弹簧处于原长，此时弹力为零，又因此时速度为零，因此也不受安培力作用，金属棒只受到重力作用，其加速度应等于重力加速度，故A对；金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，电阻等效为外电路，其电流方向为b→a，故B错；金属棒速度为v时，安培力大小为F＝BIL，I＝，由以上两式得：F＝，故C对；金属棒下落过程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能以及电阻R上产生的热能，因此D错。 答案：AC 4.(对应要点三)如图4－5－12所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长为l的正方形。金属棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感应强度为B0。 (1)若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加k，同时保持棒静止，求金属棒中的感应电流大小和方向。 (2)在上述(1)情况中，始终保持金属棒静止，当t＝t1末时需加的图4－5－12垂直于棒的水平拉力为多大？ 解析：(1)根据法拉第电磁感应定律E＝＝S＝kl2，再根据欧姆定律得：I＝＝，根据楞次定律判断，“增反减同”，回路中的电流方向为逆时针方向，或棒上电流从b到a。 (2)要保持棒静止，使作用到棒上的力平衡，即水平拉力等于棒受到的安培力： F＝F安＝BIl＝(B0＋kt1)l＝(B0＋kt1)。 答案：(1)kl2/r，棒中电流方向由b到a (2)(B0＋kt1)kl3/r