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高中物理4.5电磁感应现象的两类情况课下作业含解析新人教版选修320
4页1、电磁感应现象的两类情况1.如图1所示,在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽,有一带正电小球质量为m,电荷量为q,在槽内沿顺时针做匀速圆周运动,现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场,且B逐渐增加,则()A小球速度变大B小球速度变小 图1C小球速度不变 D以上三种情况都有可能解析:磁场的变化使空间产生感应电场。根据楞次定律得出如图所示感应电场,又因小球带正电荷,电场力与小球速度同向,电场力对小球做正功,小球速度变大。A选项正确。答案:A2.如图2所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,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 图2C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:导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的电动势叫动生电动势,原因是由于导体运动时,自由电荷受到洛伦兹力作用而引起的,感生电动势是由于感生电场引起的,原因不相同。答案:AB3.如图3所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,金属棒与
2、导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,金属棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于()A金属棒的机械能增加量B金属棒的动能增加量 图3C金属棒的重力势能增加量 D电阻R上放出的热量解析:由动能定理有WFW安WGEk,则WFW安EkWG,WG0,故EkWG表示机械能的增加量。故选A。答案:A4.如图4所示,金属棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上,棒与框架接触良好,匀强磁场垂直于ab棒斜向下。从某时刻开始磁感应强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab保持静止,则F()A方向向右,且为恒力 B方向向右,且为变力 图4C方向向左,且为变力 D方向向左,且为恒力解析:由EnS可知,因磁感应强度均匀减小,感应电动势E恒定,由F安BIL,I可知,ab棒受的安培力随B的减小,均匀变小,由外力FF安可知,外力F也均匀减少,为变力,由左手定则可判断F安水平向右,所以外力F水平向左。C正确。答案:C5.如图5所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,
3、匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动。若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能() 图5A变为0B先减小后不变C等于F D先增大再减小解析:导体棒a在恒力F作用下加速运动,最后匀速运动,闭合回路中产生感应电流,导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上,且逐渐增大,最后不变。由力平衡可知,导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,最后不变,所以选项A、B正确,C、D错误。答案:AB6.如图6所示,质量为m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后,通过一宽度也为h的匀强磁场,线框通过磁场过程中产生的焦耳热()A可能等于2mghB可能大于2mghC可能小于2mgh D可能为零 图6解析:根据能量守恒定律分析:线框进入磁场时,速度大小不同,产生的感应电动势、电流不同,因而受到的安培力大小也不同;由左手定则和右手定则知,感应电流方向先逆时针后顺时针,但不论下边还是上边受安培力,安培力方向总是竖直向上,阻碍线框的运动(因为线框高度与磁场高度相同,上、下边只有一边处于磁场中)。(1)若安培力等于重力大小,线框匀速通过磁场,下落2h高度,重力势能减少2mgh,产生的焦耳
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