2019年高中物理第四章电磁感应分层训练进阶冲关4.5电磁感应现象的两类情况新人教版选修3_2.doc

分层训练 进阶冲关 A组 基础练(建议用时20分钟)‎ ‎1.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为 (C)‎ A.c→a,2∶1　 B.a→c,2∶1‎ C.a→c,1∶2　 D.c→a,1∶2‎ ‎2.如图,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。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是 (C)‎ A.Φa>Φc,金属框中无电流 B.Φb>Φc,金属框中电流方向沿a→b→c→a C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流 D.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿a→c→b→a ‎3.如图所示,边长为a的导线框ABCD处于磁感应强度为B0的匀强磁场中,BC边与磁场右边界重合。现发生以下两个过程:一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动;‎ - 8 -‎ 二是仅使磁感应强度随时间均匀变化。若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等,则磁感应强度随时间的变化率为 (B)‎ A. B. C. D.‎ ‎4.(多选)矩形线圈abcd,长ab=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=5 Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示,则 (　B、D　)‎ A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化 B.线圈回路中产生的感应电流为0.4 A C.当t=0.3 s时,线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N D.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J ‎5.如图所示,电阻Rab=0.1 Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动,线框中接有电阻,R=0.4 Ω线框放在磁感应强度B=0.1 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,导体ab的长度L=0.4 m,运动速度v=10 m/s。线框的电阻不计。‎ - 8 -‎ ‎(1)电路abcd中相当于电源的部分是__ab__,相当于电源的正极是__a__端。 ‎ ‎(2)导体切割磁感线所产生的感应电动势E=__0.4__V,流过电阻R的电流I=__0.8__A。 ‎ ‎(3)导体ab向右匀速运动所需的外力F′=__0.032__N。 ‎ ‎(4)电阻R上消耗的功率P=__0.256__W。 ‎ ‎(5)外力的功率P′=__0.32__W。 ‎ ‎6.如图所示,两个用相同导线制成的开口圆环,大环半径为小环半径的1.5倍。现用电阻不计的导线将两环连接在一起,若将大环放入一均匀变化的磁场中,小环处在磁场外,a、b两点间电压为U1,若将小环放入这个磁场中,大环处于磁场外,a、b两点间电压为U2,则U1∶U2=__3∶2__。 ‎ ‎7.半径为r=0.4 m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2 T,磁场方向垂直纸面向里边长为L=1.2 m的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置,正方形中心与圆心O重合。金属框架AD与BC边上分别接有L1、L2两灯,两灯的电阻均为R=2 Ω,一金属棒MN平行AD边搁在框架上,与框架接触良好,棒与框架的电阻均忽略不计。‎ ‎(1)若棒以匀速率向右水平滑动,如图所示。当滑过AB与DC边中点E、F时,灯L1中的电流为0.4 A,求棒运动的速率。‎ - 8 -‎ ‎(2)撤去金属棒MN,将右半框架EBCF以EF为轴向下翻转 90°,若翻转后磁场随时间均匀变化,且灯L1的功率为1.28×10-2W,求磁场的变化率。‎ ‎【解析】(1)当导体棒滑过AB与DC边中点E、F时,产生感应电动势相当于电源,由于棒没有电阻,则感应电动势等于路端电压,即有E=U=IR=0.4×2 V=0.8 V 由E=B×2r×v得v==‎ ‎ m/s=5 m/s。‎ ‎(2)由题,灯L1的功率为1.28×10-2 W,则有P=;‎ 得U==0.16 V,E=2U=0.32 V 而根据法拉第电磁感应定律得:E==,‎ 所以= T/s=1.27 T/s。‎ 答案:(1)5 m/s　(2)1.27 T/s B组 提升练(建议用时20分钟)‎ ‎8.如图所示,从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区,如果两次拉出的速度之比为1∶2,则两次线圈所受外力大小之比F1∶F2、线圈发热之比Q1∶Q2、则以下关系正确的是 (A)‎ - 8 -‎ A.F1∶F2=1∶2,Q1∶Q2=1∶2‎ B.F1∶F2=2∶1,Q1∶Q2=2∶1‎ C.F1∶F2=1∶2,Q1∶Q2=1∶4‎ D.F1∶F2=1∶2,Q1∶Q2=4∶1‎ ‎9.如图为法拉第圆盘发电机的示意图,铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,圆盘顺时针旋转(从上往下看),下列说法正确的是 (B)‎ A.穿过圆盘的磁通量发生变化 B.圆盘中心电势比边缘要高 C.R上的热功率与圆盘转动角速度成正比 D.产生的电动势大小与圆盘半径成正比 ‎10.面积为0.4m2的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=2+0.5t(T),则(C)‎ A.线圈有扩张的趋势 B.线圈中磁通量的变化率为1 Wb/s C.线圈中的感应电动势为1 V D.t=4 s时,线圈中的感应电动势为8 V ‎11.(多选)一个面积S=4×10-2m2,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、C　)‎ - 8 -‎ A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s B.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8 V D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 ‎12.(多选)如图所示,两水平放置的平行金属导轨AB和CD相距0.5 m,AC间接阻值为1 Ω的电阻,导体棒MN到AC的距离为0.4 m,整个装置放在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中,导体棒MN垂直放在导轨上,导轨和导体棒MN的电阻可忽略不计,则下列说法正确的是 (　A、C　)‎ A.若导体棒MN向右滑动,则M端电势高 B.若匀强磁场的磁感应强度大小为0.2 T,导体棒MN以5 m/s的速度水平向右匀速滑动时,则其所受水平外力的大小是0.25 N C.若导体棒MN固定,图中磁场的磁感应强度随时间均匀增大,则导体棒中有N到M的电流 D.若导体棒MN固定,磁场的磁感应强度随时间变化的规律为B=(5+0.5t)T,则通过导体棒的电流为0.125 A C组 培优练(建议用时15分钟)‎ ‎13.如图甲所示,间距为L、足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ放置在绝缘水平桌面上,M、P间接有阻值为R的电阻R0,导体棒ab垂直放置在导轨上,接触良好。导轨间直径为L - 8 -‎ 的圆形区域内有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化规律如图乙所示,导体棒和导轨的电阻不计,导体棒ab静止。求:‎ ‎(1)在0～t0时间内,回路中的感应电动势E。‎ ‎(2)在0～t0时间内,电阻R0产生的热量Q。‎ ‎(3)若从t=t0时刻开始,导体棒以速度v向右匀速运动,则导体棒通过圆形区域过程中,导体棒所受安培力F的最大值。‎ ‎【解析】(1)在0～t0时间内,回路中的磁感应强度的变化率为=‎ 圆形区域的面积:S=π()2=‎ 回路中的感应电动势:E=S=。‎ ‎(2)在0～t0时间内,‎ 电阻R上的电流 :I==‎ 电阻R产生的热量 :Q=I2Rt0=。‎ ‎(3)导体棒进入圆形磁场区域,保持匀速直线运动,说明水平拉力和安培力二力平衡,当有效切割长度为L时,安培力最大,水平拉力F的最大值 电动势:E′=B0Lv 回路中的电流:I′=‎ - 8 -‎ 导体棒受到的安培力:F=B0I′L 水平拉力F的最大值 :Fm=。‎ 答案:(1)　(2)　(3)‎ - 8 -‎