第十章電磁感覺(jué)第二講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課時(shí)追蹤練A組基礎(chǔ)穩(wěn)固1.(2018·青島模擬)如下圖為地磁場(chǎng)磁感線的表示圖．一架民航飛機(jī)在赤道上空勻速飛翔，機(jī)翼保持水平，因?yàn)榕龅綇?qiáng)氣流作用使飛機(jī)豎直下墜，在地磁場(chǎng)的作用下，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差．設(shè)飛翔員左方機(jī)翼尾端處的電勢(shì)為φ1，右方機(jī)翼尾端處的電勢(shì)為φ2，忽視磁偏角的影響，則( )A．若飛機(jī)從西往東飛，φ2比φ1高B．若飛機(jī)從東往西飛，φ2比φ1高C．若飛機(jī)從南往北飛，φ2比φ1高D．若飛機(jī)從北往南飛，φ2比φ1高分析：因?yàn)榈卮艌?chǎng)的方向是由南到北的，若飛機(jī)從西往東飛或許從東往西飛，豎直下墜，機(jī)翼方向與地磁場(chǎng)方向平行，不切割磁感線，不產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)，因此機(jī)翼兩頭不存在電勢(shì)差，故A、B錯(cuò)誤；若飛機(jī)從南往北飛，豎直下墜，機(jī)翼方向與地磁場(chǎng)方向垂直，由右手定章可判斷，飛機(jī)的右方機(jī)翼尾端的電勢(shì)比左方機(jī)翼尾端的電勢(shì)高，即φ2比φ1高，同理可知，若飛機(jī)從北往南飛，φ2比φ1低，故C正確，D錯(cuò)誤．答案：C12.(多項(xiàng)選擇)(2018·鄭州模擬)如下圖，閉合金屬導(dǎo)線框擱置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化而變化．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A．當(dāng)磁感覺(jué)強(qiáng)度增大時(shí)，線框中的感覺(jué)電流可能減小B．當(dāng)磁感覺(jué)強(qiáng)度增大時(shí)，線框中的感覺(jué)電流必定增大C．當(dāng)磁感覺(jué)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感覺(jué)電流必定增大D．當(dāng)磁感覺(jué)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感覺(jué)電流可能不變B分析：線框中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為E＝tS，設(shè)線框的電阻為R，ESB可能減則線框中的電流I＝＝B·，因?yàn)锽增大或減小時(shí)，RtRt小，可能增大，也可能不變．線框中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率相關(guān)，和磁通量的變化量沒(méi)關(guān)．應(yīng)選項(xiàng)A、D正確．答案：AD(2018·青島模擬)如圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則經(jīng)過(guò)電阻R的電流的大小和方向是(金屬圓盤的電阻不計(jì))( )Br2ωBr2ωA．由c到d，I＝RB．由d到c，I＝RBr2ωBr2ωC．由c到d，I＝2RD．由d到c，I＝2R分析：金屬圓盤在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠等效為無(wú)數(shù)根長(zhǎng)2為r的導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為12故經(jīng)過(guò)電阻R的電B＝Brω，由右手定章可知其方向由外向圓心，22流I＝Brω，方向由d到c，應(yīng)選D項(xiàng)．2R答案：D(2018·蘇北名校模擬)如下圖電路中，L為電感線圈，C為電容器，當(dāng)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變成閉合時(shí)( )A．A燈中無(wú)電流經(jīng)過(guò)，不行能變亮B．A燈中有電流經(jīng)過(guò)，方向由a到bC．B燈漸漸熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)D．B燈漸漸熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)變成閉合時(shí)，電感線圈L中產(chǎn)生從c到d的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)，B燈漸漸熄滅，把L當(dāng)作一個(gè)電源的話，c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電容器C短路放電，A燈中有電流經(jīng)過(guò)，方向由b到a，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤．答案：D(2018·哈爾濱模擬)如下圖，虛線地區(qū)內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B.總電阻為R的直角三角形導(dǎo)線框，兩條直角邊邊長(zhǎng)分別為2L和L，當(dāng)該線框以垂直于磁場(chǎng)界限的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是( )3A．線框中的感覺(jué)電流方向一直不變B．線框中感覺(jué)電流向來(lái)在增大C．線框所受安培力方向一直同樣D．當(dāng)經(jīng)過(guò)線框的磁通量最大時(shí)，線框中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為零分析：該線框以垂直于磁場(chǎng)界限的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)線框的磁通量先增大后減小，依據(jù)楞次定律、安培定章可以判斷線框中的感覺(jué)電流先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较?，且一直不為零，由左手定章能夠判斷線框在該磁場(chǎng)中向來(lái)遇到水平向左的安培力作用，故A、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；該線框以垂直于磁場(chǎng)界限的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度先增大、后不變、后再增大，由E＝BLv及閉合電路歐姆定律可得線框中的感覺(jué)電流先增大、后不變、后再增大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C(2018·榆林模擬)如下圖，鐵芯右側(cè)繞有一個(gè)線圈，線圈兩頭與滑動(dòng)變阻器、電池組連成回路．左邊的鐵芯上套有一個(gè)環(huán)2面積為0.02m、電阻為0.1Ω的金屬環(huán)．鐵芯的橫截面積為0.012m，且假定磁場(chǎng)所有集中在鐵芯中，金屬環(huán)與鐵芯截面垂直．調(diào)理滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭，使鐵芯中的磁感覺(jué)強(qiáng)度每秒平均增添0.2T，則從上向下看( )A．金屬環(huán)中感覺(jué)電流方向是逆時(shí)針?lè)较?，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為44.0×10－3VB．金屬環(huán)中感覺(jué)電流方向是順時(shí)針?lè)较?，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為4.0×10－3VC．金屬環(huán)中感覺(jué)電流方向是逆時(shí)針?lè)较?，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為2.0×10－3VD．金屬環(huán)中感覺(jué)電流方向是順時(shí)針?lè)较颍杏X(jué)電動(dòng)勢(shì)大小為2.0×10－3V分析：鐵芯內(nèi)的磁通量狀況是同樣的，金屬環(huán)的有效面積即鐵ΔΦ芯的橫截面積．依據(jù)法拉第電磁感覺(jué)定律E＝nt＝1×0.2×0.01V＝2×10－3V．又依據(jù)楞次定律，金屬環(huán)中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，即選項(xiàng)C正確．答案：C7.(多項(xiàng)選擇)(2018·連云港質(zhì)檢)如下圖，在線圈上端擱置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通溝通電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)．若要縮短上述加熱時(shí)間，以下舉措可行的有( )A．增添線圈的匝數(shù)B．提高溝通電源的頻次C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的鐵芯分析：當(dāng)電磁鐵接通溝通電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫高升．要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即5增大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻．增添線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻次都是為了增大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)．瓷杯不可以產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會(huì)致使磁性減弱．因此選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：AB8．如下圖，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左邊的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)地區(qū)MNPQ的磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下．當(dāng)該磁場(chǎng)地區(qū)以速度v0勻速地向右掃過(guò)金屬桿后，金屬桿的速度變成v.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌圓滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直與導(dǎo)軌垂直且兩頭與導(dǎo)軌保持優(yōu)秀接觸．求：(1)剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感覺(jué)電流的大小I；MNMN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加快度大小a；PQ剛要走開(kāi)金屬桿時(shí)，感覺(jué)電流的功率P.分析：(1)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝Bdv0，E感覺(jué)電流I＝R，Bdv0解得I＝R.安培力F＝BId，由牛頓第二定律得F＝ma，B2d2v0解得a＝mR.金屬桿切割磁感線的速度v′＝v0－v，則感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝Bd(v0－v)，6E2電功率P＝R，解得P＝B2d2（v0－v）2R.答案：看法析B組能力提高(2018·石家莊模擬)如下圖，Q是單匝金屬線圈，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方法沒(méi)有畫(huà)出，Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，P是在MN的正下方水平擱置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈．若在Q所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場(chǎng)，發(fā)此刻t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于縮短狀態(tài)，則所加磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度的變化狀況可能是( )分析：在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于縮短狀態(tài)，說(shuō)明此段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變大，即穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度變大，則螺線管中電流變大，單匝金屬線圈Q產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)變大，所加磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度的變化率變大，即Bt圖線的斜率變大，選項(xiàng)D正確．答案：D10.(多項(xiàng)選擇)(2018·長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校檢測(cè))如下圖，金屬桿ab以恒定的速率v在圓滑平行金屬導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個(gè)電路總電7阻保持不變，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．a(chǎn)b桿中的電流與速率成正比B．電路產(chǎn)生的電熱功率與速率成正比C．磁場(chǎng)作用于ab桿的安培力與速率的平方成正比D．外力對(duì)ab桿做功的功率與速率的平方成正比分析：ab桿做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，EBLv2電流I＝R＝R，可知電流與速率成正比，A正確；依據(jù)P＝IR＝BLv）2，知電阻R產(chǎn)生的熱功率(即電路產(chǎn)生的電熱功率)與速率RB2L2v平方成正比，B錯(cuò)誤；安培力F安＝BIL＝R，知安培力與速率成B2L2v2正比，C錯(cuò)誤；速率恒定，則外力F＝F安，故P外＝Fv＝R，可知外力對(duì)ab桿做功的功率與速率的平方成正比，D正確．答案：AD11.(2018·鞍山第一中學(xué)模擬)如下圖，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指剪開(kāi)拉直時(shí)兩頭的電阻)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)環(huán)平面，與環(huán)的最高點(diǎn)A連結(jié)的長(zhǎng)度R為2a、電阻為2的導(dǎo)體棒AB，由水平地點(diǎn)緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直地點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)導(dǎo)體棒AB兩頭的電壓大小為( )8BavBavA.3B.6C.2BavD．Bav3分析：當(dāng)擺到豎直地點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)體棒AB產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為：E0＋v＝B·2av＝2Ba2＝Bav，圓環(huán)被導(dǎo)體棒分為兩個(gè)半圓環(huán)，兩半圓RR環(huán)并聯(lián)，并聯(lián)電阻R并＝2×2RE4BavR＝4，電路電流I＝＝3，AB兩RRRR2＋22＋4端的電壓相當(dāng)于路端電壓，AB兩頭的電壓大小為：U＝IR4Bav外＝3R×R14＝3Bav，故A正確．答案：A(2015·廣東卷)如圖甲所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平擱置，間距L＝0.4m，導(dǎo)軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導(dǎo)體棒垂直擱置在導(dǎo)軌上，且接觸優(yōu)秀，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形地區(qū)abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng)，從0時(shí)刻開(kāi)始，磁感覺(jué)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖乙所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，若使棒在導(dǎo)軌上一直以速度v＝1m/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：9棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到的最大安培力F，以及棒經(jīng)過(guò)三角形abd地區(qū)時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式．分析：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，閉合回路中有磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)的有效面積不變，磁感覺(jué)強(qiáng)度平均變大，由法拉第電磁感覺(jué)定律，回路中的電ΔΦB動(dòng)勢(shì)E＝t＝t?Sabcd，abcd222此中S＝2L＝0.08m，代入數(shù)據(jù)得E＝0.04V.棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，當(dāng)導(dǎo)體棒在bd時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度最長(zhǎng)，為L(zhǎng)，此時(shí)回路中有最大電動(dòng)勢(shì)及電流E1＝BLv，