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1、课时跟踪检测（五）课时跟踪检测（五） 电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况 一、单项选择题一、单项选择题 1下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的 B因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的 C动生电动势的方向可以由右手定则来判定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 导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安
2、培力一定与受到的外力大小相等、方向 相反 解析：选解析：选 C 动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自 由电荷所做的总功仍为零， 动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自 由电荷所做的总功仍为零，A、B 错误；动生电动势是由于导体切割磁感线产生的，可由右 手定则判定方向， 错误；动生电动势是由于导体切割磁感线产生的，可由右 手定则判定方向，C 正确；只有在导体棒切割磁感线且做匀速运动时，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 正确；只有在导体棒切割磁感线且做匀速运动时，除安培力以外的力 的合力才与安培力大小相等方
3、向相反，做变速运动时不成立，故 D 错误。错误。 2.如图所示，导体如图所示，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 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动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 解析：选解析：选 A 根据动
4、生电动势的定义， 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， 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。 项错 误。 3.(2017浙江义乌二中检测浙江义乌二中检测)如图所示，如图所示， A、 B 两闭合圆形线圈用相同 导线且均绕成 两闭合圆形线圈用相同 导线且均绕成 10 匝， 半径匝， 半径 RA2RB，内有以，内有以 B 线圈作为理想边界的匀强 磁场，若磁场均匀减小，则 线圈作为理想边界的匀强 磁场，若磁场均匀减小，则 A、B 环中感应电动势环中感应电动
5、势 EAEB与产生的感 应电流 与产生的感 应电流 IAIB分别是分别是( ) AEAEB11；IAIB12 BEAEB12；IAIB12 CEAEB14；IAIB21 DEAEB12；IAIB14 解析：选解析：选 A 根据法拉第电磁感应定律， 根据法拉第电磁感应定律，Enn，题中，题中 n 相同，相同，有相同，相同，有 t BS t B t 效面积效面积 S 也相同，则得到也相同，则得到 A、B 环中感应电动势环中感应电动势 EAEB11，根据电阻定律，根据电阻定律 R ，L L S n2r，、S 相同，则电阻之比相同，则电阻之比 RARBrArB21，根据欧姆定律，根据欧姆定律 I 得，
6、产生的感 得，产生的感 E R 应电流之比应电流之比 IAIB12，故，故 A 正确，正确，B、C、D 错误。错误。 4.如图所示，由均匀导线制成的半径为如图所示，由均匀导线制成的半径为 R 的圆环，以速度的圆环，以速度 v 匀速进入一磁感应强度大 小为 匀速进入一磁感应强度大 小为 B 的匀强磁场。当圆环运动到图示位置的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(aOb90)时，时，a、 b 两 点的电势差为 两 点的电势差为( ) A.BRv B.BRv2 2 2 C.BRv D.BRv 2 4 32 4 解析：选解析：选 D 设整个圆环电阻是 设整个圆环电阻是 R，其外电阻，其外电阻(即磁场外的部分
7、即磁场外的部分)是圆环总电阻的是圆环总电阻的 3/4， 而在磁场内切割磁感线的有效长度是 ， 而在磁场内切割磁感线的有效长度是R，相当于电源，相当于电源，EBRv，根据欧姆定律可，根据欧姆定律可22 得得 UEBRv，D 正确。正确。 3 4R R 32 4 5.水平放置的金属框架水平放置的金属框架 cdef 处于如图所示的匀强磁场中，金属棒处于如图所示的匀强磁场中，金属棒 ab 处于粗糙的框架上且与框架接触良好， 从某时刻开始， 磁感应强度均匀增大， 金属棒 处于粗糙的框架上且与框架接触良好， 从某时刻开始， 磁感应强度均匀增大， 金属棒 ab 始终保持静止， 则始终保持静止， 则( ) A
8、ab 中电流增大，中电流增大，ab 棒所受摩擦力也增大棒所受摩擦力也增大 Bab 中电流不变，中电流不变，ab 棒所受摩擦力也不变棒所受摩擦力也不变 Cab 中电流不变，中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大棒所受摩擦力增大 Dab 中电流增大，中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变棒所受摩擦力不变 解析：选解析：选 C 磁感应强度均匀增大时，磁通量的变化率恒定，故回路中的感应电动 磁感应强度均匀增大时，磁通量的变化率恒定，故回路中的感应电动 t 势和感应电流都是恒定的；又势和感应电流都是恒定的；又 ab 棒所受的摩擦力等于安培力，即棒所受的摩擦力等于安培力，即 FfF安 安 BIL，故当，故当 B
9、增加时，摩擦力增大，选项增加时，摩擦力增大，选项 C 正确。正确。 6法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机。如图所示，用紫铜做的 圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一 个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针匀 速转动，电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是 法拉第圆盘发电机。如图所示，用紫铜做的 圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一 个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针匀 速转动，电流表的指针发
10、生偏转。下列说法正确的是( ) A回路中电流的大小变化，方向不变回路中电流的大小变化，方向不变 B回路中电流的大小不变，方向变化回路中电流的大小不变，方向变化 C回路中电流的大小和方向都做周期性变化回路中电流的大小和方向都做周期性变化 D回路中电流的方向不变，从回路中电流的方向不变，从 b 导线流进电流表导线流进电流表 解析：选解析：选 D 圆盘半径垂直切割磁感线，由 圆盘半径垂直切割磁感线，由 E Br2 可得，电动势的大小一定，则电可得，电动势的大小一定，则电 1 2 流的大小一定；由右手定则可知，电流方向是从圆盘边缘流向圆心，电流从流的大小一定；由右手定则可知，电流方向是从圆盘边缘流向圆
11、心，电流从 b 导线流进电 流表，选项 导线流进电 流表，选项 D 正确。正确。 7.如图所示，在一均匀磁场中有一导线框如图所示，在一均匀磁场中有一导线框 abcd，线框处于水平面 内，磁场方向与线框平面垂直， ，线框处于水平面 内，磁场方向与线框平面垂直，R 为一电阻，为一电阻，ef 为垂直于为垂直于 ab 的一段导体 杆， 它可在 的一段导体 杆， 它可在 abcd 上无摩擦地滑动， 杆上无摩擦地滑动， 杆 ef 及导线框的电阻都可不计。开始 时，给 及导线框的电阻都可不计。开始 时，给 ef 一个向右的初速度，则一个向右的初速度，则( ) Aef 将减速向右运动，但不是匀减速将减速向右运
12、动，但不是匀减速 Bef 将匀减速向右运动，最后停止将匀减速向右运动，最后停止 Cef 将匀速向右运动将匀速向右运动 Def 将往返运动将往返运动 解析：选解析：选 A ef 向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，ef 所受安培 力将阻碍其向右运动，即 所受安培 力将阻碍其向右运动，即 ef 要克服安培力做功而使动能减少，故要克服安培力做功而使动能减少，故 ef 是向右做减速运动，随 速度 是向右做减速运动，随 速度 v 的减小，由安培力产生的加速度减小，故不可能做匀减速运动。的减小，由安培力产生的加速度减小，故不可能做匀减速运动。
13、A 正确。正确。 8.如图所示，竖直放置的螺线管与导线如图所示，竖直放置的螺线管与导线 abcd 构成回路，导线所围区域 内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体环， 导线 构成回路，导线所围区域 内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体环， 导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按选项图中的哪一图线所示的方式 随时间变化时，导体环将受到向上的磁场作用力 所围区域内磁场的磁感应强度按选项图中的哪一图线所示的方式 随时间变化时，导体环将受到向上的磁场作用力( ) 解析：选解析：选 A 根据法拉第电磁感应定律得 根据法拉第电磁感应定律得 ES，又根据楞次定律
14、可得，当导，又根据楞次定律可得，当导 t B t 体环受到向上的磁场力时，说明穿过线圈的磁通量正在减小，所以导线体环受到向上的磁场力时，说明穿过线圈的磁通量正在减小，所以导线 abcd 中的电流正在 减小， 由 中的电流正在 减小， 由 I 可知，正在减小， 即 可知，正在减小， 即 Bt 图象上各点切线的斜率随时间减小， 应选图象上各点切线的斜率随时间减小， 应选 A。 E R BS tR B t 二、多项选择题二、多项选择题 9某空间出现了如图所示的磁场，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 某空间出现了如图所示的
15、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 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逆时针方向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当磁感
16、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：选解析：选 AD 感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度 在增大，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即感生电场的方向：从上向 下看应为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向 从上向下看应为逆时针方向。所以 感生电场中电场线的方向用楞次定律来判定：原磁场向上且磁感应强度 在增大，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
17、得到感应电流的方向即感生电场的方向：从上向 下看应为顺时针方向；同理可知，原磁场方向向上且磁感应强度减小时，感生电场的方向 从上向下看应为逆时针方向。所以 A、D 正确。正确。 10.(2017台州中学高二检测台州中学高二检测)著名物理学家费曼曾设计过这样一 个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板 的中心处有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如 图所示。当线圈接通电源后，将产生图示逆时针方向的电流，则下 列说法正确的是 著名物理学家费曼曾设计过这样一 个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板 的中心处有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小
18、球，如 图所示。当线圈接通电源后，将产生图示逆时针方向的电流，则下 列说法正确的是( ) A接通电源瞬间，圆板不会发生转动接通电源瞬间，圆板不会发生转动 B线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向不同方向转动线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向不同方向转动 C若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相反若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相反 D若金属小球带正电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相反若金属小球带正电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相反 解析：选解析：选 BD 线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生感生电场，从而导致带电小球受
19、 到电场力，使其带动圆板转动，故 线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生感生电场，从而导致带电小球受 到电场力，使其带动圆板转动，故 A 错误；不论线圈中电流强度的增大或减小都会引起磁 场的变化，从而产生不同方向的电场，使小球受到电场力的方向不同，所以会向不同方向 转动，故 错误；不论线圈中电流强度的增大或减小都会引起磁 场的变化，从而产生不同方向的电场，使小球受到电场力的方向不同，所以会向不同方向 转动，故 B 正确；接通电源瞬间，产生顺时针方向的感生电场，若小球带负电，圆板转动 方向与线圈中电流方向相同，故 正确；接通电源瞬间，产生顺时针方向的感生电场，若小球带负电，圆板转动 方向与线圈中电流
20、方向相同，故 C 错误；同理错误；同理 D 正确。正确。 三、非选择题三、非选择题 11.可绕固定轴可绕固定轴 OO转动的正方形线框的边长为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 ，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， 此 时 ， 此 时 ab 边的速度为边的速度为 v。 设线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度为。 设线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度为 B 的 匀强磁场中，如图所示，试求： 的 匀强磁场中，如图所示，试求： (1)这个过程中回路中的感应电动势；这个过程中回路中的
21、感应电动势； (2)到达竖直位置瞬间回路中的感应电动势。到达竖直位置瞬间回路中的感应电动势。 解析：解析：(1)线框从水平位置到达竖直位置的过程中回路中的感应电动势线框从水平位置到达竖直位置的过程中回路中的感应电动势 E。 t BL2 t (2)线框到达竖直位置时回路中的感应电动势线框到达竖直位置时回路中的感应电动势 EBLv。 答案：答案：(1) (2)BLv BL2 t 12如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距 d0.5 m。右端接。右端接 一阻值为一阻值为 4 的小灯泡的小灯泡 L，在，在 CDEF 矩形区域内有竖直
22、向上的匀强磁场，磁感应强度矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B 按 图乙所示规律变化。 按 图乙所示规律变化。CF 长为长为 2 m。在。在 t0 时，金属棒从图中位置由静止在恒力时，金属棒从图中位置由静止在恒力 F 作用下向 右运动到 作用下向 右运动到 EF 位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知 ab 金属棒接入回路中的电阻 为 金属棒接入回路中的电阻 为 1 ，求：，求： (1)通过小灯泡的电流；通过小灯泡的电流； (2)恒力恒力 F 的大小；的大小； (3)金属棒的质量。金属棒的质量。 解析：解析：(1)金属棒未进入磁场时，回路
23、总电阻金属棒未进入磁场时，回路总电阻 R总 总 RLRab5 回路中感应电动势为：回路中感应电动势为：E1S0.5 V t B t 小灯泡中的电流强度为：小灯泡中的电流强度为：IL0.1 A。 E1 R总 总 (2)因小灯泡亮度不变， 由题图乙易知， 在因小灯泡亮度不变， 由题图乙易知， 在 t4 s 末金属棒刚好进入磁场， 且做匀速运动， 此时金属棒中的电流强度： 末金属棒刚好进入磁场， 且做匀速运动， 此时金属棒中的电流强度： IIL0.1 A 恒力大小：恒力大小：FFABId0.1 N。 (3)因小灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为：因小灯泡亮度不变，金属棒在磁场中运动时，产生的感应电动势为：E2E10.5 V 金属棒在磁场中的速度：金属棒在磁场中的速度：v0.5 m/s E2 Bd 金属棒未进入磁场的加速度为：金属棒未进入磁场的加速度为：a 0.125 m/s2 v t 故金属棒的质量为：故金属棒的质量为：m 0.8 kg。 F a 答案：答案：(1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg