《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2课时跟踪检测（六） 电磁感应现象中的常考问题 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2课时跟踪检测（六） 电磁感应现象中的常考问题 Word版含解析.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时跟踪检测（六）课时跟踪检测（六） 电磁感应现象中的常考问题电磁感应现象中的常考问题 一、单项选择题一、单项选择题 1 一根直导线长 一根直导线长 0.1 m， 在磁感应强度为， 在磁感应强度为 0.1 T 的匀强磁场中以的匀强磁场中以 10 m/s 的速度匀速运动， 则关于导线中产生的感应电动势的说法错误的是 的速度匀速运动， 则关于导线中产生的感应电动势的说法错误的是( ) A一定为一定为 0.1 V B可能为零可能为零 C可能为可能为 0.01 V D最大值为最大值为 0.1 V 解析：选解析：选 A 当公式 当公式 EBlv 中中 B、l、v 互相垂直，且导体切割磁感线运动时感应电动
2、 势最大 ： 互相垂直，且导体切割磁感线运动时感应电动 势最大 ： EmBlv0.10.110 V0.1 V， 根据它们三者的空间位置关系的可能性， 可知， 根据它们三者的空间位置关系的可能性， 可知 B、 C、D 正确，正确，A 错误。错误。 2闭合回路的磁通量闭合回路的磁通量 随时间随时间 t 的变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电 动势的下列论述，其中正确的是 的变化图象分别如图所示，关于回路中产生的感应电 动势的下列论述，其中正确的是( ) A图甲回路中感应电动势恒定不变图甲回路中感应电动势恒定不变 B图乙回路中感应电动势恒定不变图乙回路中感应电动势恒定不变 C图丙回路中图丙回
3、路中 0t1时间内感应电动势小于时间内感应电动势小于 t1t2时间内感应电动势时间内感应电动势 D图丁回路中感应电动势先变大后变小图丁回路中感应电动势先变大后变小 解析：选解析：选 B 因 因 E，则可据图象斜率判断，易知题图甲中恒为零，回路中不产，则可据图象斜率判断，易知题图甲中恒为零，回路中不产 t t 生感应电动势；题图乙中恒量，即电动势生感应电动势；题图乙中恒量，即电动势 E 为一恒定值；题图丙中为一恒定值；题图丙中 E前 前E后后；题图丁 ；题图丁 t 中图象斜率先减后增，即回路中感应电动势先变小后变大，故只有中图象斜率先减后增，即回路中感应电动势先变小后变大，故只有 B 选项正确。
4、选项正确。 t 3.如图所示， 边长为如图所示， 边长为 L 的正方形导线框质量为的正方形导线框质量为 m， 由距磁场， 由距磁场 H 高处自 由下落，其下边 高处自 由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc 刚刚穿出磁场时，速度减为刚刚穿出磁场时，速度减为 ab 边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L， 则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为 ， 则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( ) A2mgL B2mgLmgH C2mgL mgH D2mgL mgH 3 4 1 4 解析：
5、选解析：选 C 设线框刚进入磁场时的速度为 设线框刚进入磁场时的速度为 v1，则刚穿出磁场时的速度，则刚穿出磁场时的速度 v2，线框，线框 v1 2 自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为 2L，由题意得，由题意得 mv12mgH， mv12mg2L 1 2 1 2 mv22Q，解得，解得 Q2mgL mgH。C 选项正确。选项正确。 1 2 3 4 4.如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向 相反的有界匀强磁场，其宽度均为 如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向 相反的有界匀强磁场，其宽度均为 L。现将宽度也为
6、。现将宽度也为 L 的矩形闭合线圈， 从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，选 项图中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变 化的图象是 的矩形闭合线圈， 从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，选 项图中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变 化的图象是( ) 解析：选解析：选 D 由楞次定律可知，当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时，安培力总是阻 碍线圈的运动，方向始终向左，所以外力始终水平向右，因安培力的大小不同且在中间时 最大，故选项 由楞次定律可知，当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时，安培力总是阻 碍线圈的运动，
7、方向始终向左，所以外力始终水平向右，因安培力的大小不同且在中间时 最大，故选项 D 正确，正确，C 错误；当矩形闭合线圈进入磁场时，由法拉第电磁感应定律判断， 感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项 错误；当矩形闭合线圈进入磁场时，由法拉第电磁感应定律判断， 感应电流的大小在中间时是最大的，所以选项 A、B 错误。错误。 5.在物理实验中， 常用一种叫做 “冲击电流计” 的仪器测定通过电路 的电量。 如图所示， 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感 应强度。 已知线圈的匝数为 在物理实验中， 常用一种叫做 “冲击电流计” 的仪器测定通过电路 的电量。 如图所示， 探测线圈与冲击电流
8、计串联后可用来测定磁场的磁感 应强度。 已知线圈的匝数为 n， 面积为， 面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路 电阻为 ，线圈与冲击电流计组成的回路 电阻为 R。 若将线圈放在被测量的匀强磁场中， 开始线圈平面与磁场垂 直，现把探测线圈翻转 。 若将线圈放在被测量的匀强磁场中， 开始线圈平面与磁场垂 直，现把探测线圈翻转 90，冲击电流计测出通过线圈的电量为，冲击电流计测出通过线圈的电量为 q，由上述数据可测出被测 量磁场的磁感应强度为 ，由上述数据可测出被测 量磁场的磁感应强度为( ) A. B. C. D. qR S qR nS qR 2nS qR 2S 解析：选解析：选 B 由法拉第电
9、磁感应定律有 由法拉第电磁感应定律有 En，再由闭合电路欧姆定律可得，再由闭合电路欧姆定律可得 I ， ， t E R 根据电量的公式根据电量的公式 qIt，可得，可得 qn。由于开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转。由于开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转 R 90， 则有， 则有 BS； 联立以上各式可得 ：； 联立以上各式可得 ： q， 则磁感应强度， 则磁感应强度 B， 故， 故 B 正确，正确， A、 C、 D nBS R qR nS 错误。错误。 6.如图所示，间距为如图所示，间距为 L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放 置，导轨左端用一阻值为 、电阻不计的足够长平行
10、光滑金属导轨水平放 置，导轨左端用一阻值为 R 的电阻连接，导轨上横跨一根质量为的电阻连接，导轨上横跨一根质量为 m、有 效电阻也为 、有 效电阻也为 R 的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向 上、磁感应强度为 的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向 上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现使金属棒以初速度的匀强磁场中。现使金属棒以初速度 v 沿导轨向右运动，若金属棒在 整个运动过程中通过的电荷量为 沿导轨向右运动，若金属棒在 整个运动过程中通过的电荷量为 q。下列说法正确的是。下列说法正确的是( ) A金属棒在导轨上做匀减速运动金属棒在导轨上做匀减速运动 B整个过程中
11、金属棒在导轨上发生的位移为整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为qR BL C整个过程中金属棒克服安培力做功为整个过程中金属棒克服安培力做功为 mv2 1 2 D整个过程中电阻整个过程中电阻 R 上产生的焦耳热为上产生的焦耳热为 mv2 1 2 解析：选解析：选 C 因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小 而减小，所以金属棒做加速度减小的减速运动；根据 因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小 而减小，所以金属棒做加速度减小的减速运动；根据 E，qItt， t BLx t E 2R BLx 2R 解得解得 x； 整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属
12、棒动能的减少量； 整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属棒动能的减少量 mv2； 整个过程； 整个过程 2Rq BL 1 2 中电路中产生的总热量等于机械能的减少量中电路中产生的总热量等于机械能的减少量 mv2，电阻，电阻 R 上产生的焦耳热为上产生的焦耳热为 mv2。故。故 C 1 2 1 4 正确。正确。 7.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， ， 磁场方向垂直纸面向里，abcd 是位于纸面内的梯形线圈，是位于纸面内的梯形线圈，ad 与与 bc 间 的距离也为 间 的距离也为 L
13、， t0 时刻时刻 bc 边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定 的速度 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，取沿沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿 abcda 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 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随时间随时间t变化的图线可 能是 变化的图线可 能是( ) 解析：选解析：选 B bc 边进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿边进入磁场时，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，是负值
14、，所以 的 方向，其方向与电流的正方向相反，是负值，所以 A、C 错误；当逐渐向右移动时，切割 磁感线的有效长度增加，故感应电流增大；当 错误；当逐渐向右移动时，切割 磁感线的有效长度增加，故感应电流增大；当 bc 边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方 向变为 边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方 向变为 abcda，沿正方向，是正值，所以，沿正方向，是正值，所以 B 正确，正确，D 错误。错误。 二、多项选择题二、多项选择题 8.如图所示，金属杆如图所示，金属杆ab以恒定的速率以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑 行，设整个电路中总电阻为 在光滑平行导轨上向右滑 行，设整个电路中总电阻为 R
15、(恒定不变恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向 里的匀强磁场中，下列叙述正确的是 ，整个装置置于垂直纸面向 里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( ) Aab 杆中的电流与速率杆中的电流与速率 v 成正比成正比 B磁场作用于磁场作用于 ab 杆的安培力与速率杆的安培力与速率 v 成正比成正比 C电阻电阻 R 上产生的热功率与速率上产生的热功率与速率 v 成正比成正比 D外力对外力对 ab 杆做功的功率与速率杆做功的功率与速率 v 成正比成正比 解析：选解析：选 AB 由 由 EBlv 和和 I ，得 ，得 I，所以安培力，所以安培力 FBIl，电阻上产，电阻上产 E R Blv R B2l2v R
16、生的热功率生的热功率 PI2R，外力对，外力对 ab 杆做功的功率就等于回路的热功率。故杆做功的功率就等于回路的热功率。故 A、B 正确。正确。 B2l2v2 R 9.如图所示，磁感应强度为如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场有理想边界，用力的匀强磁场有理想边界，用力 F 将矩形 线圈从磁场中匀速拉出。在其他条件不变的情况下 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，拉力做功越多速度越大时，拉力做功越多 B线圈边长线圈边长 L1越大时，拉力做功越多越大时，拉力做功越多 C线圈边长线圈边长 L2越大时，拉力做功越多越大时，拉力做功越多 D线圈电阻越大时，拉力做功
17、越多线圈电阻越大时，拉力做功越多 解析 ： 选解析 ： 选ABC 力 力F匀速拉出线圈过程所做的功为匀速拉出线圈过程所做的功为WFL2， 又， 又FF安 安 IBL1， IBL 1v R ，所以，所以 W，可知，可知 A、B、C 正确，正确，D 错误。错误。 B2L12L2v R 10.如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为 的斜面 上，导轨的左端接有电阻 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 ，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
18、直于斜面向上。 质量为 m、 电阻可以不计的金属 棒 、 电阻可以不计的金属 棒 ab，在方向沿着斜面且与棒垂直的恒力，在方向沿着斜面且与棒垂直的恒力 F 作用下沿导轨匀速上滑， 并上升 作用下沿导轨匀速上滑， 并上升 h 高度，在这一过程中高度，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作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh 与电阻与电阻 R 上产生的焦耳热之和上产生的焦耳热之和 C恒力恒力 F 与安培力的合力所做的功等于零与安培力的合力所做的功等于零 D恒力恒力 F 与重力
19、的合力所做的功等于电阻与重力的合力所做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热上产生的焦耳热 解析 ： 选解析 ： 选 AD 金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对其做功， 恒力 金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对其做功， 恒力 F 做正功， 重力做负功， 安培力阻碍相对运动， 方向沿斜面向下， 做负功。 匀速运动时， 金属棒所受合力为零，故合力做功为零， 做正功， 重力做负功， 安培力阻碍相对运动， 方向沿斜面向下， 做负功。 匀速运动时， 金属棒所受合力为零，故合力做功为零，A 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 正
20、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，故恒力上产生的焦耳热，故恒力 F 与重力的合力所做的 功等于电阻 与重力的合力所做的 功等于电阻 R 上产生的焦耳热，上产生的焦耳热，D 正确。正确。 三、非选择题三、非选择题 11.(2016绍兴一中检测绍兴一中检测)如图所示，如图所示，MN、PQ 为相距为相距 L0.2 m 的光滑 平行导轨， 导轨平面与水平面夹角为 的光滑 平行导轨， 导轨平面与水平面夹角为 30， 导轨处于磁感应强度为， 导轨处于磁感应强度为 B1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两导轨的、方向垂直于导轨平面向上的
21、匀强磁场中，在两导轨的 M、P 两端接有两端接有 一电阻为一电阻为 R2 的定值电阻，回路其余电阻不计。 一质量为的定值电阻，回路其余电阻不计。 一质量为 m0.2 kg 的导体棒垂直导轨 放置且与导轨接触良好。 今平行于导轨对导体棒施加一作用力 的导体棒垂直导轨 放置且与导轨接触良好。 今平行于导轨对导体棒施加一作用力 F, 使导体棒从使导体棒从 ab 位置由静止 开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为 位置由静止 开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为 a4 m/s2， 经时间， 经时间 t1 s 滑到滑到 cd 位置
22、， 从位置， 从 ab 到到 cd 过程中电阻发热为过程中电阻发热为 Q0.1 J， g 取取 10 m/s2。求：。求： (1)到达到达 cd 位置时，对导体棒施加的作用力的大小；位置时，对导体棒施加的作用力的大小； (2)导体棒从导体棒从 ab 滑到滑到 cd 过程中作用力过程中作用力 F 所做的功。所做的功。 解析：解析：(1)导体棒在导体棒在 cd 处速度为：处速度为：vat4 m/s 切割磁感线产生的电动势为：切割磁感线产生的电动势为：EBLv0.8 V 回路感应电流为：回路感应电流为：I 0.4 A E R 导体棒在导体棒在 cd 处所受安培力：处所受安培力：F安 安 BIL0.0
23、8 N 以平行导轨向下为正方向：以平行导轨向下为正方向：mgsin FF安 安 ma 解得：解得：F0.12 N(负号表示与正方向方向相反负号表示与正方向方向相反) 作用力的大小为作用力的大小为 0.12 N，方向平行导轨平面向上。，方向平行导轨平面向上。 (2)ab 到到 cd 间的距离：间的距离：x at22 m 1 2 根据功能关系有：根据功能关系有：mgxsin WFQ mv20 1 2 解得：解得：WF0.3 J。 答案：答案：(1)0.12 N，方向平行导轨平面向上 ，方向平行导轨平面向上 (2)0.3 J 12如图甲所示的螺线管，匝数如图甲所示的螺线管，匝数 n 1 500，横截
24、面积为，横截面积为 S20 cm2，电阻，电阻 r1.5 ， 与螺线管串联的外电阻 ， 与螺线管串联的外电阻 R13.5 ， R22.5 ， 向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按 图乙所示规律变化。求： ， 向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按 图乙所示规律变化。求： (1)螺线管产生的感应电动势大小；螺线管产生的感应电动势大小； (2)通过螺线管的电流大小和方向；通过螺线管的电流大小和方向； (3)螺线管两端的电压大小，并判断螺线管两端的电压大小，并判断 M、P 两端的电势高低。两端的电势高低。 解析：解析：(1)由由 Bt 图象知，图象知，k T/s2 T/s B t 6 2 2 由由
25、 EnnS得得 t B t E1 5002010 4 2 V6 V。 (2)由楞次定律判断，当由楞次定律判断，当 B 随时间增大时，穿过螺线管的磁通量增大，因此感应电流的随时间增大时，穿过螺线管的磁通量增大，因此感应电流的 磁场方向向左，再由安培定则知，感应电流方向为磁场方向向左，再由安培定则知，感应电流方向为 MacbPM。 根据闭合电路欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得 I A0.8 A。 E r R1R2 6 1.53.52.5 (3)由电流方向知，由电流方向知， M 端电势高，端电势高， M、 P 两端的电压既是电源的路端电压， 也是电阻两端的电压既是电源的路端电压， 也是电阻 R1、
26、R2 两端的电压之和，所以两端的电压之和，所以 UMPI(R1R2)0.8(3.52.5) V4.8 V。 答案：答案：(1)6 V (2)0.8 A 方向为 方向为 MacbPM (3)4.8 V M 端电势高端电势高 13.如图所示，处于匀强磁场如图所示，处于匀强磁场(未画出未画出)中的两根足够长、电阻不计的 平行金属导轨相距 中的两根足够长、电阻不计的 平行金属导轨相距 1 m， 导轨平面与水平面成， 导轨平面与水平面成 37角，下端连接阻值 为 角，下端连接阻值 为 R 的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直， 质量为的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直， 质量为 0.2 kg、 电阻不计
27、的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 、 电阻不计 的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25(g 取取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。求：。求： (1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小； (2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 R 消耗的功率为消耗的功率为 8 W，求该速度的大小；，求该速度的大小； (3)在上问中，若在上问中，若 R2 ，金属棒中的电流方向由，金属棒中的电流方向由 a 到到 b，求磁感应强度
28、的大小与方向。，求磁感应强度的大小与方向。 解析：解析：(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得 mgsin mgcos ma 解得解得 a4 m/s2。 (2)设金属棒运动达到稳定时，速度为设金属棒运动达到稳定时，速度为 v，所受安培力为，所受安培力为 F，棒在沿导轨方向受力平衡，棒在沿导轨方向受力平衡 mgsin mgcos F0 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R 消耗的电功率，即消耗的电功率，即 FvP 解得：解得：v10 m/s。 (3)设电路中电流为设电路中电流为 I，两导轨间金属棒的长为，两导轨间金属棒的长为 l，磁场的磁感应强度为，磁场的磁感应强度为 B IBlv R PI2R 解得：解得：B0.4 T 由金属棒中的电流方向由由金属棒中的电流方向由 a 到到 b 及右手定则可知，及右手定则可知， 磁场方向垂直导轨平面向上。磁场方向垂直导轨平面向上。 答案：答案：(1)4 m/s2 (2)10 m/s (3)0.4 T 磁场方向垂直导轨平面向上 磁场方向垂直导轨平面向上