高中物理人教版选修3-2课时作业4.5《电磁感应现象的两类情况》.docVIP

4.5 课时作业 基础达标 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】　C 2．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关，B项正确，C、D项错误． 【答案】　AB 3. 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】　B 4．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】　D 5. 把一个矩形线圈从理想边界的匀强磁场中的匀速拉出来，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＝② ①②两式联立得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】　AD 6. 如图所示，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】　C 7. 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】　 8. 如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L2＝0.8 m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2 Ω，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＝0.04 kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以＝0.2 T/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10 m/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＝·＝10 s. 【答案】　10 s 能力提升 1．在匀强磁场中，