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4.5 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況 作業(yè)1下列說(shuō)法中正確的是()a感生電場(chǎng)由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生b恒定的磁場(chǎng)也能在周?chē)臻g產(chǎn)生感生電場(chǎng)c感生電場(chǎng)的方向也同樣可以用楞次定律和右手定則判定d感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合曲線,其方向一定是沿逆時(shí)針?lè)较蚪馕觯捍艌?chǎng)變化時(shí)在空間激發(fā)感生電場(chǎng),其方向與所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,只能由楞次定律判斷,a項(xiàng)正確2在空間某處存在一變化的磁場(chǎng),則下列說(shuō)法中正確的是()a在磁場(chǎng)中放一閉合線圈,線圈中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流b在磁場(chǎng)中放一閉合線圈,線圈中不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流c在磁場(chǎng)中不放閉合線圈,在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ú粫?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)d在磁場(chǎng)中不放閉合線圈,在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢〞?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)解析:根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,只有穿過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中才產(chǎn)生感應(yīng)電流,a錯(cuò),b對(duì);變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng),與是否存在閉合線圈無(wú)關(guān),c錯(cuò),d對(duì)答案:bd3.如圖所示,一金屬半圓環(huán)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)磁場(chǎng)突然減弱時(shí),則()an端電勢(shì)高bm端電勢(shì)高c若磁場(chǎng)不變,將半圓環(huán)繞mn軸旋轉(zhuǎn)180的過(guò)程中,n端電勢(shì)高d若磁場(chǎng)不變,將半圓環(huán)繞mn軸旋轉(zhuǎn)180的過(guò)程中,m端電勢(shì)高解析:將半圓環(huán)補(bǔ)充為圓形回路,由楞次定律可判斷圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向在半圓環(huán)中由n指向m,即m端電勢(shì)高,b正確;若磁場(chǎng)不變,半圓環(huán)繞mn軸旋轉(zhuǎn)180的過(guò)程中,由楞次定律可判斷,半圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在半圓環(huán)中由n指向m,即m端電勢(shì)高,d正確答案:bd4.如圖所示,固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流i,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行,線框由靜止釋放,在下落過(guò)程中()a穿過(guò)線框的磁通量保持不變b線框中感應(yīng)電流方向保持不變c線框所受安培力的合力為零d線框的機(jī)械能不斷增大解析:線框下落過(guò)程中距離直導(dǎo)線越越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越越弱,但磁場(chǎng)方向不變,所以磁通量越越小,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向不變,a錯(cuò),b對(duì);線框左邊和右邊所受安培力總是大小相等,方向相反,但上下兩邊磁場(chǎng)強(qiáng)弱不同,安培力大小不同,合力不為零,c錯(cuò);下落過(guò)程中機(jī)械能越越小,d錯(cuò)答案:b5.如圖所示,閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化而變化下列說(shuō)法中正確的是()a當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),線框中的感應(yīng)電流可能減小b當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí),線框中的感應(yīng)電流一定增大c當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),線框中的感應(yīng)電流一定增大d當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),線框中的感應(yīng)電流可能不變解析:線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為es,設(shè)線框的電阻為r,則線框中的電流i ,因?yàn)閎增大或減小時(shí),可能減小,可能增大,也可能不變線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率有關(guān),和磁通量的變化量無(wú)關(guān)故選項(xiàng)a、d正確答案:ad6.如圖所示,mn、pq是間距為l的平行金屬導(dǎo)軌,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,m、p間接有一阻值為r的電阻一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置,并在水平外力f的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()a通過(guò)電阻r的電流方向?yàn)閜rmba、b兩點(diǎn)間的電壓為blvca端電勢(shì)比b端電勢(shì)高d外力f做的功等于電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱解析:由右手定則可知通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流由b到a,即通過(guò)電阻r的電流方向?yàn)閙rp,a錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為blv,而a、b兩點(diǎn)間的電壓為等效電路路端電壓,由閉合電路歐姆定律可知,a、b兩點(diǎn)間電壓為blv,b錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)線可等效為電,在電內(nèi)部,電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì),所以a端電勢(shì)高于b端電勢(shì),c正確;根據(jù)能量守恒定律可知,外力f做的功等于電阻r和金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的焦耳熱之和,d錯(cuò)誤答案:c7如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置,間距為l1 m,cd間、de間、cf間分別接阻值為r10 的電阻一阻值為r10 的導(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0.5 t、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列說(shuō)法中正確的是()a導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到abcd兩端的電壓為1 vcde兩端的電壓為1 vdfe兩端的電壓為1 v解析:由右手定則可判知a選項(xiàng)錯(cuò);由法拉第電磁感應(yīng)定律eblv0.514 v2 v,ucde1 v,b正確;由于de、cf間電阻沒(méi)有電流流過(guò),故ucfude0,所以u(píng)feucd1 v,c錯(cuò)誤,d正確答案:bd8.如圖所示,紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd,ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng),置于垂直紙面向里、邊界為mn的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng),兩次速度大小相同,方向均垂直于mn.第一次ab邊平行mn進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為q1,通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1;第二次bc邊平行mn進(jìn)入磁場(chǎng),線框上產(chǎn)生的熱量為q2,通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2,則()aq1q2,q1q2bq1q2,q1q2cq1q2,q1q2 dq1q2,q1q2解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律eblv、歐姆定律i和焦耳定律qi2rt,得線圈進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的熱量q,因?yàn)閘ablbc,所以q1q2.根據(jù),及qt得q,故q1q2.選項(xiàng)a正確,選項(xiàng)b、c、d錯(cuò)誤答案:a9如圖,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi),通有恒定電流的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定,導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好在向右勻速通過(guò)m、n兩區(qū)的過(guò)程中,導(dǎo)體棒所受安培力分別用fm、fn表示不計(jì)軌道電阻以下敘述正確的是()afm向右 bfn向左cfm逐漸增大 dfn逐漸減小解析:根據(jù)楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律和安培力公式解決問(wèn)題根據(jù)直線電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布情況知,m區(qū)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,n區(qū)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,離導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度越小當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過(guò)m、n兩區(qū)時(shí),感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因,故導(dǎo)體棒在m、n兩區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的安培力均向左,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤,選項(xiàng)b正確;導(dǎo)體棒在m區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度b變大,根據(jù)eblv,i及fbil可知,fm逐漸變大,故選項(xiàng)c正確;導(dǎo)體棒在n區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度b變小,根據(jù)eblv,i及fbil可知,fn逐漸變小,故選項(xiàng)d正確10.如圖所示,pn與qm兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻r1和r2,且r16 ,ab導(dǎo)體的電阻為2 ,在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng),垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 t現(xiàn)ab以恒定速度v3 m/s勻速向右移動(dòng),這時(shí)ab桿上消耗的電功率與r1、r2消耗的電功率之和相等,求:(1)r2的阻值(2)r1與r2消耗的電功率分別為多少?(3)拉ab桿的水平向右的外力f為多大?解析:(1)內(nèi)外功率相等,則內(nèi)外電阻相等,有2 解得r23 (2)eblv113 v3 v總電流i a0.75 a路端電壓uir外0.752 v1.5 vp1 w0.375 w p2 w0.75 w(3)fbil10.751 n0.75 n11.電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)x1.15 m,兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.75 m,導(dǎo)軌傾角為30,導(dǎo)軌上端ab接一阻值r1.5 的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.8 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上阻值r0.5 ,質(zhì)量m0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好,從軌道上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端,在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱q10.1 jg取10 m/s2,求:(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功w安;(2)金屬棒下滑速度v2 m/s時(shí)的加速度a.解析:(1)下滑過(guò)程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱,由于r3r,則qr3qr0.3 j得w安qqrqr0.4 j(2)金屬棒下滑時(shí)受重力和安培力,且有f安bilv由牛頓第二定律得mgsin 30vma故agsin 30vm/s23.2 m/s2.答案:(1)0.4 j(2)3.2 m/s212.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形閉合線圈abcd,線圈平面與磁場(chǎng)垂直已知線圈的匝數(shù)n100,邊長(zhǎng)ab1.0 m、bc0.5 m,電阻r2 .磁感應(yīng)強(qiáng)度b在01 s內(nèi)從零均勻變化到0.2 t在15 s內(nèi)從0.2 t均勻變化到0.2 t,取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向求:(1)0.5 s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小e和感應(yīng)電流的方向;(2)在15 s內(nèi)通過(guò)線圈的電荷量q

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