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1、课时跟踪检测（五） 电磁感应现象的两类情况一、选择题1多选关于电磁感应现象中的感生电场，下列说法正确的是()A感生电场不同于静电场，其电场线是闭合曲线B由感生电场产生的感生电动势的表达式为EnC感生电场产生感生电动势中的非静电力是洛伦兹力D感生电动势对应的非静电力对自由电荷不做功解析：选AB磁场变化时在空间激发的电场称为感生电场，不同于静止电荷产生的电场(静电场)，其电场线是闭合曲线，选项A正确；变化的磁场引起磁通量的变化，进而产生感生电动势，所以感生电动势的表达式为En，选项B正确；感生电场产生感生电动势中的非静电力是感生电场对自由电荷的作用力，即电场力，对自由电荷做功，选项C、D错误。2下
2、列说法中正确的是()A动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的B因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的C动生电动势的方向可以由右手定则来判定D导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：选C动生电动势是洛伦兹力沿导体方向的分力做功引起的，但洛伦兹力对自由电荷所做的总功仍为零，A、B错误；动生电动势是由于导体切割磁感线产生的，可由右手定则判定方向，C正确；只有切割磁感线的导体棒做匀速运动时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等方向相反，做变速运动时不成立，D错误。3.如图所示，空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域，
3、一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直，则在进入时导线框不可能()A变加速下落B变减速下落C匀速下落 D匀加速下落解析：选D导线框刚进入磁场时做什么运动，取决于所受安培力与重力的大小关系。若F安mg，则减速；若F安mg，则匀速。由于F安随速度发生变化，线框所受合力是变化的，即线框不可能做匀变速运动，D正确。4.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且与框架接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则()Aab中电流增大，ab棒所受摩擦力也增大Bab中电流不变，ab棒所受摩擦力也不
4、变Cab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大Dab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变解析：选C磁感应强度均匀增大时，磁通量的变化率恒定，故回路中的感应电动势和感应电流都是恒定的；又棒ab所受的摩擦力等于安培力，即FfF安BIL，故当B增加时，摩擦力增大，选项C正确。5.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能，若外力对线框做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为()A14 B12C11 D不能确定解析：选A根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热WaQaWbQb由电阻定律
5、知，Rb2Ra，故WaWb14。二、非选择题6如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，圆环面积S10.8 m2，总电阻R0.2 ；与环相切的虚线圆形区域内有垂直于圆环平面的匀强磁场，匀强磁场区域的面积S20.4 m2，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时，求：(1)金属圆环消耗的电功率P；(2)在13 s内，通过金属圆环的某横截面的电量。解析：(1)金属圆环中的感应电动势：ES20.150.4 V0.06 V圆环中的感应电流：I A0.3 A消耗的电功率：PI2R0.320.2 W1.8102 W。(2)在13 s内，通过圆环的某横截面的电量：qIt0.32 C0.6 C。答案：(1)1.810
6、2 W(2)0.6 C一、选择题1多选关于感生电动势和动生电动势的比较，下列说法正确的是()A感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场，感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势B动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动，使导体棒两端出现的电动势C在动生电动势产生的过程中，洛伦兹力对自由电荷做功D感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的解析：选ABD由感生电动势和动生电动势的产生机理可知，选项A、B正确；在动生电动势产生的过程中，某一方向上的洛伦兹力对自由电荷做正功，另一方向上的洛伦兹力对自由电荷做负功，整体上，洛伦兹力
7、不做功，选项C错误；感生电动势和动生电动势实质上都是电磁感应现象中产生的电动势，都是由于磁通量的变化引起的，选项D正确。2.多选如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨水平向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则()A随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能解析：选CDab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，对ab受力分析
8、有Fma，可知随着ab运动速度的增大，其加速度逐渐减小，选项A错误；外力F对ab做的功等于电路中产生的电能和ab增加的动能，选项B错误；当ab做匀速运动时，FF安，外力F做功的功率等于电路中的电功率，选项C正确；无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，选项D正确。 3.多选如图所示，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的匀强磁场中，磁场垂直于该回路所在平面，方向如图所示，其中导线AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动；导轨足够长，回路总电阻为R且保持不变。当AC由静止释放后()AAC的加速度将达到一个与R成反比的极限值BAC的速度将达到一个与R成正比的极限值C回路中的电
9、流将达到一个与R成反比的极限值D回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值解析：选BD当AC受到的安培力与重力平衡时达稳定状态，加速度为零，选项A错误；Blmg，所以vR，最后的电功率Pmgv，选项B、D正确；BIlmg，则最后电流不变，且与R无关，选项C错误。4.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面
10、的电荷量为q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2解析：选A根据法拉第电磁感应定律EBlv、欧姆定律I和焦耳定律QI2Rt，得线圈进入磁场产生的热量Q，因为lablbc，所以Q1Q2。 根据，及qt得q，故q1q2。选项A正确，B、C、D错误。5多选如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场、的高和间距均为d，磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场和时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。金属杆()A刚进入磁场时加速度方向竖直向下B穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运
11、动时间C穿过两磁场产生的总热量为4mgdD释放时距磁场上边界的高度h可能小于解析：选BC金属杆在磁场之外的区域做加速运动，所以进入磁场、的速度大于穿出磁场的速度，则金属杆刚进入磁场时做减速运动，加速度方向竖直向上，故A错误。金属杆在磁场中(先)做加速度减小的减速运动，在两磁场之间做加速度为g的匀加速直线运动，两个过程位移相等，vt图像可能如图所示，可以看出B正确。由于进入两磁场时速度相等，由动能定理得，W安1mg2d0，可知金属杆穿过磁场克服安培力做功为2mgd，即产生的热量为2mgd，故穿过两磁场产生的总热量为4mgd，故C正确。设刚进入磁场时速度为v，则由机械能守恒定律知mghmv2，由牛
12、顿第二定律得mgma，解得h，故D错误。二、非选择题6(2018江苏高考)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小v；(2)通过的电流大小I；(3)通过的电荷量Q。解析：(1)金属棒做匀加速直线运动，根据运动学公式有v22as解得v。(2)金属棒所受安培力F安IdB金属棒所受合力Fmgsin F安根据牛顿第二定律有Fma解得I。(3)金属棒的运动时间t，通过的电荷量QIt解得Q。答案：(1)(2)(3)
