1、1课时作业 10 电磁感应规律及其应用一、选择题(15 题为单项选择题，6、7 题为多项选择题)1.如图所示，一导体圆环位于纸面内， O 为圆心环内两个圆心角为 90的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆 OM 可绕 O 转动， M 端通过滑动触点与圆环接触良好在圆心和圆环间连有电阻 R.杆 OM 以匀角速度 逆时针转动， t0 时恰好在图示位置规定从 a 到 b 流经电阻 R 的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从 t0 开始转动一周的过程中，电流随 t 变化的图象是( )解析：根据 E Bl 2和 I 可知，导体切割磁感线产生的感应
2、电流的大小是恒定12 ER的根据右手定则，可知 C 正确答案：C22018浙江五校 5 月联考如图 1 所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息如图 2 所示的是一个带铁芯的线圈L、开关 S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈 L 上且使铁芯穿过其中，闭合开关 S 的瞬间，套环将立刻跳起关于对以上两个运用实例理解正确的是( )A涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C以上两个案例中的线圈所连接电源
3、都必须是变化的交流电源D以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源解析：涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，A 项错误；能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，才能在套环中形成感应电流，B 项正确；以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源，而跳环实验演示所连接电源是直流电2源，C、D 项错误故选 B.答案：B3.如图所示，用一条横截面积为 S 的硬导线做成一个边长为 L 的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率 k(k0)，虚线 ab 与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为 .则下列说法正 B t
4、确的是( )A线框中产生顺时针方向的感应电流B线框具有扩张的趋势C若某时刻的磁感应强度为 B，则线框受到的安培力为2kBL2S8D线框中 a、 b 两点间的电势差大小为kL22解析：根据楞次定律，线框中产生的感应电流方向沿逆时针方向，故 A 错误； B 增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场为了阻碍磁通量的增加，线框有收缩的趋势，故 B 错误；由法拉第电磁感应定律得： E S L2 kL2，N t B t B t 12 12因线框电阻 R ，那么感应电流大小为 I ，则线框受到的安培力为：4LS ER kSL8F BI L ，故 C 正确；由上分析，可知， ab 两点间的电势
5、差大小22kBL2S8U E kL2，故 D 错误12 14答案：C4如图所示的直流电路中，当开关 S1、S 2都闭合时，三个灯泡 L1、L 2、L 3的亮度关系是 L1L2L3.电感 L 的电阻可忽略，D 为理想二极管现断开开关 S2，电路达到稳定状态时，再断开开关 S1，则断开开关 S1的瞬间，下列判断正确的是( )AL 1逐渐变暗，L 2、L 3均先变亮然后逐渐变暗BL 2立即熄灭，L 1、L 3均逐渐变暗CL 1、L 2、L 3均先变亮然后逐渐变暗DL 1逐渐变暗，L 2立即熄灭，L 3先变亮然后逐渐变暗解析：当开关 S1、S 2都闭合时，三个灯泡 L1、L 2、L 3的亮度关系是 L
6、1L2L3，对应的实际功率的关系有 P1P2P3，根据 P 有 R1mg，联立解得 h ，选项 D 错误m2gR22B4L4答案：BC二、非选择题8如图甲所示， MN、 PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 37角固定， M、 P之间接电阻箱 R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度 B1 T质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r.现从静止释放杆 ab，测得最大速度为 vm.改变电阻箱的阻值 R，得到 vm与 R 的关系如图乙所示已知导轨间距 L2 m，重力加速度 g 取 10 m/s2，轨道足够长且电阻不计(1)杆 ab 下滑过程
7、中，判断感应电流的方向(2)求 R0 时，闭合电路中的感应电动势 E 的最大值(3)求金属杆的质量 m 和阻值 r.解析：(1)由右手定则可知，电流方向为 b a(或 aMPba)(2)由题图可知，当 R0 时，杆的速度稳定后，它以 2 m/s 的速度匀速下滑，此时电5路中的感应电动势最大，最大值 E BLv4 V.(3)金属杆下滑的最大速度即为 vm.杆切割磁感线产生的感应电动势的最大值 E BLvm由闭合电路的欧姆定律得 IER r杆达到最大速度时，满足条件mgsin BIL0解得 vm (R r)mgsinB2L2结合图象可得 k， k1 m/(s)mgsinB2L2r2 m/smgsi
8、nB2L2解得 m kg， r2 .23答案：(1) b a (2)4 V (3) kg 2 239如图所示，两根质量均为 m2 kg 的金属棒垂直放在光滑的水平导轨上，左右两部分导轨间距之比为 1 ：2，导轨间有大小相等但左、右两部分方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻现用 250 N 的水平拉力 F 向右拉 CD 棒， CD 棒运动x0.5 m 时其上产生的焦耳热为 Q230 J，此时两棒速率之比为 vA ： vC1 ：2，现立即撤去拉力 F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，求：(1)在 CD 棒运动 0.5 m 的过程中， AB 棒上产生的焦耳热；(2)撤去拉力
9、 F 瞬间，两棒的速度大小 vA和 vC；(3)撤去拉力 F 后，两棒最终匀速运动的速度大小 v A和 v C.解析：(1)设两棒的长度分别为 l 和 2l，所以电阻分别为 R 和 2R，由于电路中任何时刻电流均相等，根据焦耳定律 Q I2Rt 可知 AB 棒上产生的焦耳热 Q115 J.(2)根据能量守恒定律，有 Fx mv mv Q1 Q212 2A 12 2C又 vA ： vC1 ：2，联立以上两式并代入数据得 vA4 m/s， vC8 m/s.(3)撤去拉力 F 后， AB 棒继续向左做加速运动，而 CD 棒向右做减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线产生的电动势大小相等，此时两棒的速度满足BLvA B2LvC即 vA2 vC(不对过程进行分析，认为系统动量守恒是常见错误)对两棒分别应用动量定理，规定水平向左为正方向，有FAt mvA mvA， FCt mvC mvC.因为 FC2 FA，故有 vA vAvC vC 12联立以上各式解得 vA6.4 m/s， vC3.2 m/s.答案：(1)15 J (2)4 m/s 8 m/s (3)6.4 m/s 3.2 m/s
