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1、1 04 课后提升考能课后提升考能 知识点知识点 基础基础 中档中档 稍难稍难 感生电场感生电场 1、3、5、9 7 动生电动势动生电动势 2、10 6 8 电磁感应现象分析电磁感应现象分析 4 电磁感应与电学综合电磁感应与电学综合 11 电磁感应中能量守恒电磁感应中能量守恒 12 12015杭州高二检测杭州高二检测如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上 有一环形凹槽有一环形凹槽，有一带正电小球质量为有一带正电小球质量为 m，电荷量为电荷量为 q，在槽内沿顺在槽内沿顺 时针做匀速圆周运动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现加一竖直向上的均匀变
2、化的匀强磁场， 且且 B 逐渐增加，则逐渐增加，则() A小球速度变大小球速度变大 B小球速度变小小球速度变小 C小球速度不变小球速度不变 D以上三种情况都有可能以上三种情况都有可能 答案答案A 解析解析在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生 感应电场。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 2 项正确。 2一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直 向上，向上，磁感应强度为磁感应强度为 B。直升机螺旋桨叶片的长度为直升机螺旋桨叶片的长度为 l，
3、螺旋桨转动，螺旋桨转动 的频率为的频率为 f， 顺着地磁场的方向看螺旋桨顺着地磁场的方向看螺旋桨， 螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨按顺时针方向转动， 螺旋桨叶片的近轴端为螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为远轴端为 b，如图所示。，如图所示。如果忽略如果忽略 a 到转到转 轴中心线的距离，轴中心线的距离，用用 E 表示每个叶片中的感应电动势，则表示每个叶片中的感应电动势，则() AEfl2B，且且 a 点电势低于点电势低于 b 点电势点电势 BE2fl2B，且且 a 点电势低于点电势低于 b 点电势点电势 CEfl2B，且且 a 点电势高于点电势高于 b 点电势点电势 DE2fl2B，且且 a 点
4、电势高于点电势高于 b 点电势点电势 答案答案A 解析解析螺旋桨是叶片围绕着 O 点转动， 产生的感应电动势为 E Blv Blvb Bl(l) B(2f)l2fl2B， 由右手定则判断出 b 点电势 1 2 1 2 1 2 比 a 点电势高。 3在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是 () 答案答案C 解析解析据麦克斯韦电磁理论，恒定的感生电场，必须由均匀变化 3 的磁场产生，C 对。 4在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属 圆线圈圆线圈， 规定线圈中感应电流的正
5、方向如图甲所示规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示， 当磁场的磁感应当磁场的磁感应 强度强度 B 随时间随时间 t 如图乙所示变化时，如图乙所示变化时，正确表示线圈中感应电动势正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是变化的是() 答案答案A 解析解析由法拉第电磁感应定律，有： Enn， t BS t 在 t0 到 t1 s，B 均匀增大，则为一恒量，则 E 为一恒量， B t 再由楞次定律，可判断感应电动势为顺时针方向，则电动势为正值。 在 t1 s 到 t3 s，B 不变化，则感应电动势为零，在 t3 s 到 t5 4 s，B 均匀减小，则为一恒量，但 B 变化得较慢，则 E 为一恒量， B
6、t 但比 t0 到 t1 s 小，再由楞次定律，可判断感应电动势为逆时针 方向，则电动势为负值。综上所述，所以 A 选项正确。 5在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示。在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示。 已知电容已知电容 C30 F，回路的长和宽分别为回路的长和宽分别为 l18 cm，l25 cm，磁感磁感 应强度以变化率应强度以变化率 510 2 T/s 增大，则 增大，则() A电容器的上极板带正电，电容器的上极板带正电，电荷量为电荷量为 210 9 C B电容器的上极板带负电，电容器的上极板带负电，电荷量为电荷量为 610 9 C C电容器的上极板带正电，
7、电容器的上极板带正电，电荷量为电荷量为 610 9 C D电容器的上极板带负电，电容器的上极板带负电，电荷量为电荷量为 810 9 C 答案答案C 解析解析由于 E510281025102 V t BS t 2104 V，QCE301062104 C6109 C，又由楞次 定律可知上极板带正电，C 正确。 6. 如图所示，用铝板制成如图所示，用铝板制成“U”形框，形框，将一质量为将一质量为 m 的带电小球的带电小球 用绝缘细线悬挂在此框的上方用绝缘细线悬挂在此框的上方， 让整体在垂直于水平方向的匀强磁场让整体在垂直于水平方向的匀强磁场 中向左以速度中向左以速度 v 匀速运动，匀速运动，悬线拉力
8、为悬线拉力为 FT。则。则() 5 A悬线竖直，悬线竖直，FTmg B悬线竖直，悬线竖直，FTmg Cv 选择合适的大小，选择合适的大小，可使可使 FT0 D因条件不足，因条件不足，FT与与 mg 的大小关系无法确定的大小关系无法确定 答案答案A 解析解析设上、下两板之间距离为 d，当框架向左切割磁感线时， 由右手定则可知下板电势比上板高，由动生电动势公式可知 U Bdv，故在两板间产生从下向上的电场，E Bv，假若小球带正 U d 电，则受到向下的洛伦兹力 qvB，向上的电场力 qEqvB，故绳的拉 力 FTmg，同理，若小球带负电，故可得到同样的结论。 72015杭州高二检测杭州高二检测三
9、角形导线框三角形导线框 abc 放在匀强磁场中，磁放在匀强磁场中，磁 感线方向与线圈平面垂直，感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度磁感应强度 B 随时间变化的图象如图所随时间变化的图象如图所 示。示。t0 时磁感应强度方向垂直纸面向里，时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在则在 04 s 时间内，线时间内，线 框的框的ab边所受安培力随时间变化的图象如图所示边所受安培力随时间变化的图象如图所示(力的方向规定向右力的方向规定向右 为正为正)() 6 答案答案B 解析解析01 s，根据楞次定律和左手定则，ab 边受力方向向左， 大小 FB，同理可判断之后 3 s 时间内 ab 受力变化规律，可 BSla
10、b tR 得 B 项正确。 8如图甲所示如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架固定在水平桌面上的光滑金属框架 cdeg 处于方处于方 向竖直向下的匀强磁场中，向竖直向下的匀强磁场中，金属杆金属杆 ab 与金属框架接触良好。在两根与金属框架接触良好。在两根 导轨的端点导轨的端点 d、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一 水平向右的外力水平向右的外力 F 作用在金属杆作用在金属杆 ab 上上，使金属杆由静止开始向右在使金属杆由静止开始向右在 框架上滑动，框架上滑动，运动中杆运动中杆 ab 始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属始终垂直于框架
11、。图乙为一段时间内金属 杆受到的安培力杆受到的安培力 F安 安随时间 随时间 t 的变化关系的变化关系，则图中可以表示外力则图中可以表示外力 F 随随 时间时间 t 变化关系的图象是变化关系的图象是() 7 答案答案D 解析解析ab 切割磁感线产生感应电动势 EBlv，感应电流为 I ，安培力 F安，所以 vF安，vt，金属杆的加速度为定 Blv R B2l2v R 值，又由牛顿第二定律 FF安ma，即 FF安ma，故 D 项正确。 9. 如图所示，如图所示，L10.5 m，L20.8 m，回路总电阻为回路总电阻为 R0.2 ， 物块物块 M 的质量的质量 m0.04 kg，导轨光滑，导轨光滑
12、，开始时磁场开始时磁场 B01 T。现使。现使 磁感应强度以磁感应强度以0.2 T/s 的变化率均匀地增大，试求：的变化率均匀地增大，试求：当当 t 为多少为多少 B t 时，时，M 刚好离开地面？刚好离开地面？(g 取取 10 m/s2) 答案答案5 s 解析解析回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以 判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab 中的 感应电流的方向是 ab，由左手定则可知，ab 所受安培力的方向水 平向左，从而向上拉起重物。 设 ab 中电流为 I 时 M 刚好离开地面，此时有 FBBIL1mg I E R 8 EL1L2 t B t BB0t B
13、 t 解得：FB0.4 N，I0.4 A，B2 T，t5 s。 10. 2015北京高二检测北京高二检测如图所示，如图所示，三角形金属框架三角形金属框架 MON 平面平面 与匀强磁场与匀强磁场 B 垂直垂直， 导体导体 ab 能紧贴金属框架运动能紧贴金属框架运动， 且始终与导轨且始终与导轨 ON 垂直垂直。当导体当导体 ab 从从 O 点开始匀速向右平动时点开始匀速向右平动时，速度为速度为 v0，试求试求 bOc 回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。 答案答案EBv t 3 3 2 0 解析解析导体 ab 在切割磁感线的运动过程中，在
14、回路中的有效切 割长度 bc 随时间做线性变化，由于题中要求的是感应电动势瞬时表 达式，故可用公式 EBlv 求解。 设导体 ab 从 O 点出发时开始计时，则经过时间 t 后，棒 ab 匀速 运动的距离为 s，则有 sv0t 在bOc 中，由 tan30，有v0ttan30 bc s bc 则金属棒ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为 ： EBv0Bv ttan30 bc 2 0 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因 9 此，回路内总的感应电动势为： E总EBv t/3。 3 2 0 112015广东高考广东高考如图如图(a)所示所示，平行长直金属
15、导轨水平放置平行长直金属导轨水平放置， 间距间距 L0.4 m。导轨右端接有阻值导轨右端接有阻值 R1 的电阻的电阻。导体棒垂直放置导体棒垂直放置 在导轨上在导轨上，且接触良好且接触良好。导体棒及导轨的电阻均不计导体棒及导轨的电阻均不计。导轨间正方形导轨间正方形 区域区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直连线与导轨垂直，长度长度 也为也为 L。从从 0 时刻开始时刻开始，磁感应强度磁感应强度 B 的大小随时间的大小随时间 t 变化变化，规律如规律如 图图(b)所示所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速
16、运动，1 s 后刚好后刚好 进入磁场。进入磁场。若使棒在导轨上始终以速度若使棒在导轨上始终以速度 v1 m/s 做直线运动，求：做直线运动，求： (1)棒进入磁场前，棒进入磁场前，回路中的电动势回路中的电动势 E； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力棒在运动过程中受到的最大安培力 F， 以及棒通过三角形以及棒通过三角形 abd 区域时电流区域时电流 i 与时间与时间 t 的关系式。的关系式。 答案答案(1)E0.04 V (2)F0.04 Nit1(A)(1.0 st1.2 s) 解析解析(1)棒进入磁场前，回路中磁场均匀变化，由法拉第电磁 感应定律有 ES(0.4)2 V0.04 V B t 0.5 1.0 2 2 (2)棒进入磁场后磁场的磁感应强度大小不变，棒切割磁感线， 产生电动势，当棒与 bd 重合时，产生电动势 EBLv0.50.41 V0.2 V 10 此时棒受到的安培力最大，则 FBL0.04 N E R 棒通过 abd 区域所用时间 t0.2 s L 2v 在通过的过程中，感应电动势为 EtB2v(t1.0 s)vt1 (V) 电流 it1 (A)(1.0 st1.2
