1、<p>　　第5節(jié)　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況　　　見學(xué)生用書P015</p><p>　　———　　課/　前/　預(yù)/　習(xí)·輕/　松/　搞/　定　　———</p><p><b>　　要點(diǎn)辨析</b></p><p>　　1．如果空間不存在閉合電路，變化的磁場周圍不會產(chǎn)生感生電場(×)</p><p

2、>　　2．處于變化磁場中的導(dǎo)體，其內(nèi)部自由電荷定向移動，是由于受到感生電場的作用(√)</p><p>　　3．感生電場就是感生電動勢(×)</p><p>　　4．由動生電動勢的分析可知，洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功是錯誤的(×)</p><p>　　5．導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時，克服安培力做多少功，就會有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能(√)<

3、/p><p><b>　　預(yù)習(xí)自檢</b></p><p>　　1．(多選)下列說法正確的是(　　)</p><p>　　A．感生電場由變化的磁場產(chǎn)生</p><p>　　B．恒定的磁場也能在周圍空間產(chǎn)生感生電場</p><p>　　C．感生電場的方向可以用楞次定律和安培定則來判定</p>

4、<p>　　D．感生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向</p><p>　　解析　變化的磁場在空間激發(fā)感生電場，恒定的磁場不能在周圍空間產(chǎn)生感生電場，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；感生電場的電場線是閉合曲線，感生電場的方向可由楞次定律和安培定則判斷，不一定是沿逆時針方向，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤。</p><p><b>　　答案　AC</b>&l

5、t;/p><p>　　2．(多選)關(guān)于感生電動勢和動生電動勢的比較，下列說法正確的是(　　)</p><p>　　A．感生電動勢是由于變化的磁場產(chǎn)生了感生電場，感生電場對導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷產(chǎn)生作用而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)的電動勢</p><p>　　B．動生電動勢是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷隨導(dǎo)體棒一起運(yùn)動而受到洛倫茲力的作用產(chǎn)生定向移動，使導(dǎo)體棒兩端出現(xiàn)的電動勢</p>

6、<p>　　C．在動生電動勢產(chǎn)生的過程中，洛倫茲力對自由電荷做功</p><p>　　D．感生電動勢和動生電動勢產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)都是由于磁通量的變化引起的，只是感生電動勢是由于磁場的變化產(chǎn)生的，而動生電動勢是由于面積的變化產(chǎn)生的</p><p>　　解析　感生電動勢和動生電動勢的產(chǎn)生機(jī)理不同，易知選項(xiàng)A、B正確；在動生電動勢產(chǎn)生的過程中，某一方向上的洛倫茲力對自由電荷做正功，另一方向

7、上的洛倫茲力對自由電荷做負(fù)功，整體上，洛倫茲力不做功，選項(xiàng)C錯誤；感生電動勢和動生電動勢實(shí)質(zhì)上都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，都是由于磁通量的變化引起的，選項(xiàng)D正確。</p><p><b>　　答案　ABD</b></p><p>　　3．如圖所示，兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與直流電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁

8、場。一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直。讓銅質(zhì)細(xì)直棒從靜止開始自由下落，銅質(zhì)細(xì)直棒下落距離為0.2R時銅質(zhì)細(xì)直棒中電動勢大小為E1，下落距離為0.8R時電動勢大小為E2，忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)。關(guān)于E1、E2的大小和銅質(zhì)細(xì)直棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是(　　)</p><p>　　A．E1>E2，a端為正 B．E1>E2，b端為正</p><p&

9、gt;　　C．E1<E2，a端為正 D．E1<E2，b端為正</p><p>　　解析　通電導(dǎo)線在縫隙中產(chǎn)生的磁場方向向左，所以銅質(zhì)細(xì)直棒下落時由右手定則可判斷得b端為正，選項(xiàng)A、C錯誤；根據(jù)E＝BLv可知，下落0.8R時電動勢較大，即E1<E2，選項(xiàng)B錯誤，選項(xiàng)D正確。</p><p><b>　　答案　D</b></p><

10、;p>　　4．矩形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場中，如圖甲所示，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，則(　　)</p><p>　　A．從0～t1時間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍bcda</p><p>　　B．從0～t1時間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來越小</p><p>　　C．從0～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框中

11、電流的方向始終為adcba</p><p>　　D．從0～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框ab邊受到的安培力越來越大</p><p>　　解析　由楞次定律，從0～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向始終為adcba，選項(xiàng)A錯誤，C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，從0～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流恒定，選項(xiàng)B錯誤；由安培力公式，從0～t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框ab邊受到的安培力先減小后增大，選項(xiàng)D錯誤。<

12、;/p><p><b>　　答案　C</b></p><p>　　5．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，此粒子的動能將(　　)</p><p>　　A．不變 B．增加</p><p>　　C．減少 D．以上情況都可能</p><p>　　解析

13、　當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，在紙平面方向上將產(chǎn)生逆時針環(huán)繞的電場，對帶正電的粒子做正功，使其動能增加。</p><p><b>　　答案　B</b></p><p>　　6．如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，有兩根相距20 cm固定的平行金屬光滑導(dǎo)軌MN和PQ。磁場方向垂直于MN、PQ所在平面。導(dǎo)軌上放置著ab、cd兩根平行的可動金屬細(xì)棒。在兩棒中點(diǎn)OO′之間拴一根40 cm長的細(xì)

14、繩，繩長保持不變。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B以1.0 T/s的變化率均勻減小，abdc回路的電阻為0.50 Ω。求：當(dāng)B減小到10 T時，兩可動邊所受磁場力和abdc回路消耗的功率。</p><p><b>　　解析　根據(jù)E＝＝得</b></p><p>　　E＝1.0×20×40×10－4 V＝0.08 V，</p><p>

15、;　　根據(jù)I＝，F(xiàn)＝BIL得</p><p>　　F＝10××20×10－2 N＝0.32 N，</p><p>　　P＝＝0.082,0.50) W＝0.012 8 W。</p><p>　　答案　均為0.32 N　0.012 8 W。</p><p>　　———　　課/　堂/　效/　果·題/　組/　

16、檢/　測　　———</p><p>　　題組一 感生電動勢和動生電動勢</p><p>　　1.在下圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是 (　　)</p><p>　　解析　均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，故C對。</p><p><b>　　答案　C</b></p><p>　　2．如

17、圖所示，兩個比荷相同的都帶正電荷的粒子a和b以相同的動能在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，a從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的區(qū)域運(yùn)動到磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的區(qū)域，已知B2>B1；b開始在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的圓形磁場中做勻速圓周運(yùn)動，然后磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增加到B2。則a、b兩粒子動能的變化情況是(　　)</p><p>　　A．a(chǎn)不變，b增大 B．a(chǎn)不變，b減小</p><p>　　C．a(chǎn)、b都增大 D．a(chǎn)、b都

18、不變</p><p>　　解析　a粒子在磁場中運(yùn)動，受到的洛倫茲力不做功，動能不變，選項(xiàng)C錯誤；b粒子在變化的磁場中運(yùn)動，由于變化的磁場要產(chǎn)生感生電場，感生電場會對b粒子做正功，b粒子動能增大，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、D錯誤。</p><p><b>　　答案　A</b></p><p>　　3．(多選)如圖所示，一金屬半圓環(huán)置于勻強(qiáng)磁場中，磁場方

19、向垂直于半圓面向外，下列說法正確的是(　　)</p><p>　　A．當(dāng)磁場突然減弱時，電動勢方向由M→N</p><p>　　B．當(dāng)磁場突然減弱時，電動勢方向由N→M</p><p>　　C．若磁場不變，將半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180°的過程中，電動勢方向由M→N</p><p>　　D．若磁場不變，將半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180

20、6;的過程中，電動勢方向由N→M</p><p>　　解析　當(dāng)磁場突然減弱時，由楞次定律和右手定則知，感應(yīng)電動勢方向由N→M，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；若磁場不變，半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180°的過程中，由右手定則可知，半圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在半圓環(huán)中由N指向M，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確。</p><p><b>　　答案　BD</b></p>&l

21、t;p>　　題組二 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題</p><p>　　4．如圖所示，兩根豎直放置的光滑平行導(dǎo)軌，其中一部分處于方向垂直導(dǎo)軌所在平面并且有上下水平邊界的勻強(qiáng)磁場。一根金屬桿MN保持水平并沿導(dǎo)軌滑下(導(dǎo)軌電阻不計)，當(dāng)金屬桿MN進(jìn)入磁場區(qū)后，其運(yùn)動的速度隨時間變化的圖線不可能的是(　　)</p><p>　　解析　當(dāng)金屬桿MN進(jìn)入磁場區(qū)后，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到向上的安培

22、力。金屬桿MN進(jìn)入磁場區(qū)時，若所受的安培力與重力相等，做勻速直線運(yùn)動，速度不變，所以A圖象是可能的。金屬桿MN進(jìn)入磁場區(qū)時，若所受的安培力小于重力，做加速運(yùn)動，隨著速度的增大，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流增大，金屬桿所受的安培力增大，合外力減小，加速度減小，v－t圖象的斜率應(yīng)逐漸減小，故B圖象不可能，C圖象是可能的。金屬桿MN進(jìn)入磁場區(qū)時，若所受的安培力大于重力，做減速運(yùn)動，隨著速度的減小，金屬桿所受的安培力減小，合外力減小，加速度減小，v－t

23、圖象的斜率減小，D圖象是可能的。故選B。</p><p><b>　　答案　B</b></p><p>　　5．如圖所示，L1＝0.5 m，L2＝0.8 m，回路總電阻為R＝0.2 Ω，重物的質(zhì)量M＝0.04 kg，導(dǎo)軌光滑，開始時磁場B0＝1 T。現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度以ΔB/Δt＝0.2 T/s的變化率均勻地增大，試求：當(dāng)t為多少時，重物剛好離開地面？(g取10 m/s2

24、)</p><p>　　解析　回路中原磁場方向向下，且磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，由楞次定律可以判知，感應(yīng)電流的磁場方向向上，根據(jù)安培定則可以判知，ab中的感應(yīng)電流的方向是a→b，由左手定則可知，ab所受安培力的方向水平向左，從而向上拉起重物。</p><p>　　設(shè)ab中電流為I時重物剛好離開地面，此時有</p><p>　　F＝BIL1＝Mg，I＝E/R，</p>

25、;<p>　　E＝ΔΦ/Δt＝L1L2·ΔB/Δt，</p><p>　　B＝B0＋(ΔB/Δt)t，</p><p>　　解得F＝0.4 N，I＝0.4 A，B＝2 T，t＝5 s。</p><p><b>　　答案　5 s</b></p><p>　　題組三 電磁感應(yīng)中的能量問題</p

26、><p>　　6. (多選)把一個矩形線圈從理想邊界的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出來，如圖所示，第一次為v1，第二次為v2，且v2＝2v1，兩種情況下拉力做的功W1與W2之比，拉力的功率P1與P2之比，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q1與Q2之比(　　)</p><p><b>　　A.＝ B.＝</b></p><p><b>　　C.＝ D.＝&l

27、t;/b></p><p>　　解析　由題意知線圈被勻速拉出，</p><p>　　所以有F＝F安＝BIL①</p><p>　　由法拉第電磁感應(yīng)定律得I＝②</p><p>　?、佗趦墒铰?lián)立得F＝，</p><p>　　拉力做功為W＝s，所以兩種情況下拉力做的功W1與W2之比為＝＝；</p>&l

28、t;p>　　由公式P＝Fv可得，兩種情況下拉力的功率P1與P2之比為＝＝；</p><p>　　由公式Q＝Pt和t＝可得，兩種情況下線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q1與Q2之比為＝＝＝。</p><p><b>　　答案　AD</b></p><p>　　7．(多選)兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距L、底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在

29、一個固定的輕彈簧的下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示，除電阻R外其余電阻不計?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則(　　)</p><p>　　A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g</p><p>　　B．金屬棒向下運(yùn)動時，流過電阻R的電流方向?yàn)閍→b</p><p>　　C．金屬棒的速度為v時，所受安培力F＝&

30、lt;/p><p>　　D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減小</p><p>　　解析　釋放瞬間金屬棒的速度為零，故僅受重力，其加速度為重力加速度，故A選項(xiàng)正確；當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動切割磁感線時，由右手定則，可知電流方向是由b→a，故B選項(xiàng)錯誤；當(dāng)金屬棒速度為v時，感應(yīng)電動勢E＝BLv，感應(yīng)電流I＝，則安培力F＝BIL＝，故C選項(xiàng)正確；金屬棒的重力勢能減少量等于R上產(chǎn)生的焦耳熱和金屬棒

31、增加的動能與彈簧彈性勢能之和，故D選項(xiàng)錯誤。</p><p><b>　　答案　AC</b></p><p>　　8．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個水平方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(圖中的虛線所示)，一個質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，則金屬

32、塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是(　　)</p><p>　　A．mgb B.mv2</p><p>　　C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2</p><p>　　解析　金屬塊在進(jìn)入磁場或離開磁場的過程中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電流，進(jìn)而產(chǎn)生焦耳熱。最后，金屬塊在高為a的曲面上做往復(fù)運(yùn)動。減少的機(jī)械能為mg(b－a)＋mv2，由能

33、量的轉(zhuǎn)化和守恒可知，減少的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化成焦耳熱，即選D。</p><p><b>　　答案　D</b></p><p>　　———　　課/　后/　鞏/　固·快/　速/　提/　能　　———</p><p>　　1．如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是 (　　)<

34、/p><p>　　A．因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢</p><p>　　B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力無關(guān)</p><p>　　C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)</p><p>　　D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的</p><p>　　解析　根據(jù)動生電動勢的定義，A項(xiàng)正確；動生電動勢中的非靜電力與

35、洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，B、C、D項(xiàng)錯誤。</p><p><b>　　答案　A</b></p><p>　　2．現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時，產(chǎn)生變化的磁場，穿過真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化，這時真

36、空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下加速。如圖所示(上圖為側(cè)視圖、下圖為真空室的俯視圖)，若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時(　　)</p><p>　　A．若電子沿逆時針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時，電子將加速</p><p>　　B．若電子沿順時針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時，電子將加速</p>&

37、lt;p>　　C．若電子沿逆時針運(yùn)動，保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時，電子將加速</p><p>　　D．被加速時電子做圓周運(yùn)動的周期不變</p><p>　　解析　當(dāng)電磁鐵繞組通有題圖中所示的電流時，由安培定則可知將產(chǎn)生向上的磁場，當(dāng)電磁鐵繞組中電流增大時，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，這時真空盒空間內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感生電場，電子沿逆時針運(yùn)動，電子將加速，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C錯

38、誤；由于電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動，被加速時電子做圓周運(yùn)動的周期減小，選項(xiàng)D錯誤。</p><p><b>　　答案　A</b></p><p>　　3.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，放置兩根光滑平行導(dǎo)軌MN和PQ，其電阻不計，ab、cd兩根導(dǎo)體棒，其電阻Rab＜Rcd，當(dāng)ab棒在外力F1作用下向左勻速滑動時，cd棒在外力F2作用下保持靜止，F(xiàn)1和F2的方向都與導(dǎo)

39、軌平行，那么，F(xiàn)1和F2大小相比、ab和cd兩端的電勢差相比，正確的是(　　)</p><p>　　A．F1＞F2，Ucd＞Uab B．F1＝F2，Uab＝Ucd</p><p>　　C．F1＜F2，Uab＜Ucd D．F1＝F2，Uab＜Ucd</p><p>　　解析　因ab和cd的磁場力都是F＝BIl，又因?yàn)閍b棒在外力F1作用下向左勻速滑動時，cd在

40、外力F2作用下保持靜止，故F1＝F2，又由MN、PQ電阻不計，所以a、c兩點(diǎn)等勢，b、d兩點(diǎn)等勢，因而Uab＝Ucd，故B正確。</p><p><b>　　答案　B</b></p><p>　　4．如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直

41、于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小應(yīng)為(　　)</p><p><b>　　A. B.</b></p><p><b>　　C. D.</b></p><p>　

42、　解析　設(shè)半圓的半徑為r，導(dǎo)線框的電阻為R，當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，在很短的時間Δt內(nèi)，轉(zhuǎn)過的圓心角Δθ＝ωΔt，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流I1＝＝＝；當(dāng)導(dǎo)線框不動，而磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時，可得感應(yīng)電流I2＝＝，令I(lǐng)1＝I2，可得＝，選項(xiàng)C正確。</p><p><b>　　答案　C</b></p><p>　　5．(多選)如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平

43、行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計。斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m、電阻可以不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，在這一過程中(　　)</p><p>　　A．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零</p><p>　　B．作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生

44、的焦耳熱之和</p><p>　　C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零</p><p>　　D．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱</p><p>　　解析　金屬棒勻速上滑的過程中，對金屬棒受力分析可知，有三個力對棒做功，恒力F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻礙相對運(yùn)動，沿斜面向下，做負(fù)功。勻速運(yùn)動時，所受合力為零，故合力做功為零，A正確；克服安培力做

45、多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電路中的電能，電能又等于R上產(chǎn)生的焦耳熱，故外力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，D正確。</p><p><b>　　答案　AD</b></p><p>　　6.如圖所示，MN、PQ為光滑金屬導(dǎo)軌，磁場垂直于導(dǎo)軌平面，C為電容器，導(dǎo)體棒ab垂直跨接在導(dǎo)軌之間，原來ab靜止，C不帶電，現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一初速度v0，則導(dǎo)體棒(

46、　　)</p><p><b>　　A．做勻速運(yùn)動</b></p><p><b>　　B．做勻減速運(yùn)動</b></p><p>　　C．做加速度減小的減速運(yùn)動，最后靜止</p><p>　　D．做加速度減小的減速運(yùn)動，最后勻速運(yùn)動</p><p>　　解析　ab棒切割磁感線

47、，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，給電容器充電，同時ab棒在安培力作用下減速，當(dāng)電容器兩極板間電壓與ab棒的電動勢相等時，充電電流為零，安培力為零，ab棒做勻速運(yùn)動，D正確。</p><p><b>　　答案　D</b></p><p>　　7．在平行于水平地面的有界勻強(qiáng)磁場上方，有三個單匝線框A、B、C從靜止開始同時釋放，磁感線始終與線框平面垂直。三個線框都是由相同的金屬材料做成的

48、相同正方形，其中A不閉合，有個小缺口；B、C都是閉合的，但B的導(dǎo)線橫截面積比C的大，如圖所示。下列關(guān)于它們的落地時間的判斷正確的是(　　)</p><p>　　A．A、B、C同時落地</p><p><b>　　B．A最遲落地</b></p><p><b>　　C．B在C之后落地</b></p><p

49、>　　D．B和C在A之后落地</p><p>　　解析　線框A不閉合，故無感應(yīng)電流，做自由落體運(yùn)動，線框B、C均受阻礙，落地時間比A長，故選項(xiàng)A、B錯，D對；設(shè)S為導(dǎo)線的橫截面積，l為線框的邊長，B、C線框的下邊同時進(jìn)入磁場時速度相同，設(shè)為v，線框的質(zhì)量為m＝ρ密4lS，線框受到的安培力為</p><p>　　F＝BIl＝，其中R＝ρ，</p><p>　　所

50、以線框剛進(jìn)入磁場時的加速度為</p><p>　　a＝＝－g，即B、C的加速度相同，它們應(yīng)同時落地，選項(xiàng)C錯誤。</p><p><b>　　答案　D</b></p><p>　　8．如圖所示，用鋁制成?形框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，使整體在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場的方向向左以速度v勻速運(yùn)動，懸掛拉力為F，則(　　)<

51、;/p><p>　　A．F＝mg B．F>mg</p><p>　　C．F<mg D．無法確定</p><p>　　解析　當(dāng)金屬框架向左側(cè)移動時，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝BLv，在上下極板間產(chǎn)生電勢差，進(jìn)而形成向上的勻強(qiáng)電場E0＝＝Bv。若小球帶正電荷q，其電場力向上、大小為qE0＝qvB，而洛倫茲力由左手定則可判斷出方向向下、大小為qvB，兩者

52、相互抵消相當(dāng)于只受重力和拉力作用，所以F＝mg，A選項(xiàng)正確。</p><p><b>　　答案　A</b></p><p>　　9. (多選)內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球，以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間成正比例增加的變化磁場。設(shè)運(yùn)動過程中小球帶電荷量不變，那么(如圖所示)(　　

53、)</p><p>　　A．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力一定不斷增大</p><p>　　B．小球所受的磁場力一定不斷增大</p><p>　　C．小球先沿逆時針方向減速運(yùn)動，之后沿順時針方向加速運(yùn)動</p><p>　　D．磁場力對小球一直不做功</p><p>　　解析　變化的磁場將產(chǎn)生感生電場，這種感生電場由于其電場線是

54、閉合的，也稱為渦旋電場，其場強(qiáng)方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法，使用楞次定律判斷。當(dāng)磁場增強(qiáng)時，會產(chǎn)生順時針方向的渦旋電場，電場力先對小球做負(fù)功使其速度減為零，后對小球做正功使其沿順時針方向做加速運(yùn)動，所以C正確；磁場力始終與小球運(yùn)動方向垂直，因此始終對小球不做功，D正確；小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個力作用：環(huán)的壓力FN和磁場的洛倫茲力F，這兩個力的合力充當(dāng)小球做圓周運(yùn)動的向心力，其中F＝Bqv，磁場在增強(qiáng)，球速先減小，

55、后增大，所以洛倫茲力不一定總在增大；向心力F向＝m，其大小隨速度先減小后增大，因此壓力FN也不一定始終增大。故正確答案為C、D。</p><p><b>　　答案　CD</b></p><p>　　10．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有兩根平行金屬導(dǎo)軌，上端與電阻R相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面。一質(zhì)量為m的金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動，上升到某一高度后又

56、返回到原處，整個過程金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與棒的電阻不計。下列說法正確的是(　　)</p><p>　　A．回到出發(fā)點(diǎn)的速度v大于初速度v0</p><p>　　B．通過R的最大電流，上升過程小于下落過程</p><p>　　C．電阻R上產(chǎn)生的熱量，上升過程大于下落過程</p><p>　　D．所用時間，上升過程大于下落過程</p&

57、gt;<p>　　解析　金屬棒切割磁感線運(yùn)動，由右手定則和法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式可知金屬棒下落和上行時的受力情況，由能量守恒定律可知，金屬棒在運(yùn)動過程中，機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為熱能，所以回到出發(fā)點(diǎn)的速度v小于初速度v0，選項(xiàng)A錯誤；設(shè)金屬棒運(yùn)動的速度為v，長度為l，那么感應(yīng)電動勢E＝Blv，通過R的電流I＝＝，可見，當(dāng)金屬棒運(yùn)動速度v大時，通過R的電流大，因?yàn)榻饘侔粼谶\(yùn)動過程中，機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為熱能，所以運(yùn)動到同一高度處

58、，上升時的速度大于下降時的速度，所以通過R的最大電流，上升過程大于下落過程，選項(xiàng)B錯誤；同一高度處金屬棒上升時受到的安培力大于下降時受到的安培力，由于上升和下降的高度相同，所以上升過程克服安培力所做的功大于下降過程克服安培力做的功，故電阻R上產(chǎn)生的熱量上升過程大于下落過程，C正確；金屬棒在上升過程中，受到向下的重力和安培力作用，加速度a上>g，金屬棒在下落過程中，受到向下的重力和向上的安培力，加速度a下<g，顯然，a上＞g＞

59、a下，故運(yùn)動相同的距離，t1＜t2，選項(xiàng)D錯誤。</p><p><b>　　答案　C</b></p><p>　　11．如圖甲所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計，兩導(dǎo)軌間距d＝10 cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。每根導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌間的部分，電阻均為R＝1.0 Ω。用長為L＝20 cm的絕緣絲線將兩導(dǎo)體棒系住，整個裝置處在勻強(qiáng)磁場中。t＝0

60、時，磁場方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)。此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化如圖乙所示。不計感應(yīng)電流磁場的影響，整個過程絲線未被拉斷。求：</p><p>　　(1)0～2.0 s時間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小與方向；</p><p>　　(2)t＝1.0 s時刻絲線的拉力大小。</p><p>　　解析　(1)由題圖乙可知＝0.1 T/s，</p&g

61、t;<p>　　由法拉第電磁感應(yīng)定律有</p><p>　　E＝＝·S＝2×10－3 V，</p><p>　　則I＝＝1×10－3 A。</p><p>　　由楞次定律和安培定則可知電流方向?yàn)閍cdba。</p><p>　　(2)導(dǎo)體棒在水平方向上受到的絲線拉力和安培力平衡，由題圖乙可知t＝1.

62、0 s時B＝0.1 T，</p><p>　　則FT＝F安＝BId＝1×10－5 N。</p><p>　　答案　(1)1×10－3 A　方向?yàn)閍cdba　(2)1×10－5 N</p><p>　　12．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距L＝0.1 m，足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接，傾斜部分與水平面的夾角θ＝30°，方

63、向垂直斜面向上的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，水平部分沒有磁場。金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.005 kg，電阻r＝0.02 Ω，運(yùn)動中與導(dǎo)軌有良好接觸，并且垂直于導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上接一定值電阻R＝0.08 Ω，其余電阻不計，當(dāng)金屬棒ab從斜面上離地高h(yuǎn)＝1.0 m以上的任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離x都是1.25 m。(g取10 m/s2)求：</p><p>　　(1)金屬棒在斜面上的最大速度；<

64、/p><p>　　(2)水平面的動摩擦因數(shù)；</p><p>　　(3)從高度h＝1.0 m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量。</p><p>　　解析　(1)金屬棒從離地高h(yuǎn)＝1.0 m以上任何地方由靜止釋放后，在到達(dá)水平面之前已經(jīng)開始做勻速運(yùn)動。</p><p>　　設(shè)最大速度為v，則感應(yīng)電動勢E＝BLv，感應(yīng)電流I＝，安培力F安＝BIL。<

65、/p><p>　　勻速運(yùn)動時，有mgsinθ＝F安，解得v＝1.0 m/s。</p><p>　　(2)在水平面上運(yùn)動時，金屬棒所受滑動摩擦力Ff＝μmg；</p><p>　　金屬棒在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動，有Ff＝ma，v2＝2ax，解得μ＝0.04。</p><p>　　(3)金屬棒從高度h＝1.0 m處下滑的過程中，由動能定理可得mgh

66、－W安＝mv2；</p><p>　　電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于安培力所做的功，有Q＝W安；</p><p>　　電阻R上產(chǎn)生的熱量QR＝·Q，解得</p><p>　　QR＝3.8×10－2 J。</p><p>　　答案　(1)1.0 m/s　(2)0.04　(3)3.8×10－2 J</p>&l

67、t;p>　　13．如圖所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻。</p><p>　　(1)調(diào)節(jié)Rx＝R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過棒的電流I及棒的速率v；</p><

68、p>　　(2)改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為＋q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的Rx。</p><p>　　解析　(1)當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，棒所受合力為零，沿斜面方向，則有</p><p>　　Mgsinθ＝BIl，</p><p>　　解得通過棒的電流為I＝。</p><p>　　由閉合電路

69、的歐姆定律得，棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E0＝I(R＋Rx)，</p><p><b>　　而E0＝Blv，</b></p><p><b>　　Rx＝R，</b></p><p><b>　　解得v＝。</b></p><p>　　(2)棒再次沿導(dǎo)軌勻速下滑時，對棒同樣有&l

70、t;/p><p>　　Mgsinθ＝BIl。</p><p>　　帶電微粒勻速通過平行金屬板，則有＝mg，</p><p><b>　　而Ux＝IRx，</b></p><p><b>　　解得Rx＝＝。</b></p><p>　　答案　(1)　 　 (2)</p>