高中物理人教版 选修3-2 第四章 电磁感应 5.电磁感应现象的两类情况

一、单选题

1. 难度：中等

在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是(          )

A.     B.

C.     D.

2. 难度：简单

如图所示，水平地面上方有正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外，等腰三角形的金属框由底边呈水平位置开始沿竖直平面的电磁场由静止开始下落，下落过程中三角形平面始终在竖直平面内，不计阻力，a、b落到地面的次序是 （  ）

A．a先于b

B．b先于a

C．a、b同时落地

D．无法判定

3. 难度：简单

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C＝30 μF，回路的长和宽分别为l₁＝8 cm，l₂＝5 cm，磁感应强度以变化率5×10^－2 T/s增大，则（  ）

A．电容器的上极板带正电，电荷量为2×10^－9 C

B．电容器的上极板带负电，电荷量为6×10^－9 C

C．电容器的上极板带正电，电荷量为6×10^－9 C

D．电容器的上极板带负电，电荷量为8×10^－9 C

4. 难度：中等

三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图所示。t＝0时磁感应强度方向垂直纸面向里，则在0～4 s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象如图所示（力的方向规定向右为正）（ ）

A.

B.

C.

D.

5. 难度：中等

在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v₁、v₂滑动，如图所示。下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（  ）

A．v₁＝v₂，方向都向右              B．v₁＝v₂，方向都向左

C．v₁>v₂，v₁向右，v₂向左           D．v₁>v₂，v₁向左，v₂向右

6. 难度：困难

如图甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F_安随时间t的变化关系，则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（ ）

A.

B.

C.

D.

二、多选题

7. 难度：困难

如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（  ）

A．ab杆中的电流与速率v成正比

B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比

C．电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比

D．外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比

三、单选题

8. 难度：简单

两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的下端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示．在这过程中（　　）

A. 作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零

B. 金属棒克服安培力所做的功等于回路中产生的电能和电阻R上的焦耳热之和

C. 恒力F与安培力的合力所做的功等于金属棒机械能的增加量

D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热

四、填空题

9. 难度：中等

如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将      （填“增大”、“减小”或“不变”）

10. 难度：中等

如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，匀速转动铜盘的角速度为ω。则电路的功率是       。

五、解答题

11. 难度：中等

如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L₁＝0.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L₂＝0.8 m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2 Ω，匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路．ad棒通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m＝0.04 kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以＝0.2 T/s的变化率均匀增大，求经过多长时间物体刚好能离开地面(g取10 m/s²)．

六、计算题

12. 难度：困难

如图所示，两根相距为L＝1m的足够长的平行光滑金属导轨，位于水平的xOy平面内，一端接有阻值为R＝6Ω的电阻。在x>0的一侧存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B只随t的增大而增大，且它们间的关系为B＝kt，其中k＝4T/s。一质量为m＝0．5kg的金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动，当t＝0时金属杆静止于x＝0处，有一大小可调节的外力F作用于金属杆，使金属杆以恒定加速度a＝2m/s²沿x轴正向做匀加速直线运动。除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计。求：当t＝4s时施加于金属杆上的外力为多大。