第十章電磁感覺第二講磁場對運動電荷的作用課時追蹤練A組基礎穩固1.(2018·青島模擬)如下圖為地磁場磁感線的表示圖．一架民航飛機在赤道上空勻速飛翔，機翼保持水平，因為碰到強氣流作用使飛機豎直下墜，在地磁場的作用下，金屬機翼上有電勢差．設飛翔員左方機翼尾端處的電勢為φ1，右方機翼尾端處的電勢為φ2，忽視磁偏角的影響，則( )A．若飛機從西往東飛，φ2比φ1高B．若飛機從東往西飛，φ2比φ1高C．若飛機從南往北飛，φ2比φ1高D．若飛機從北往南飛，φ2比φ1高分析：因為地磁場的方向是由南到北的，若飛機從西往東飛或許從東往西飛，豎直下墜，機翼方向與地磁場方向平行，不切割磁感線，不產生感覺電動勢，因此機翼兩頭不存在電勢差，故A、B錯誤；若飛機從南往北飛，豎直下墜，機翼方向與地磁場方向垂直，由右手定章可判斷，飛機的右方機翼尾端的電勢比左方機翼尾端的電勢高，即φ2比φ1高，同理可知，若飛機從北往南飛，φ2比φ1低，故C正確，D錯誤．答案：C12.(多項選擇)(2018·鄭州模擬)如下圖，閉合金屬導線框擱置在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感覺強度的大小隨時間變化而變化．以下說法中正確的選項是( )A．當磁感覺強度增大時，線框中的感覺電流可能減小B．當磁感覺強度增大時，線框中的感覺電流必定增大C．當磁感覺強度減小時，線框中的感覺電流必定增大D．當磁感覺強度減小時，線框中的感覺電流可能不變B分析：線框中的感覺電動勢為E＝tS，設線框的電阻為R，ESB可能減則線框中的電流I＝＝B·，因為B增大或減小時，RtRt小，可能增大，也可能不變．線框中的感覺電動勢的大小只和磁通量的變化率相關，和磁通量的變化量沒關．應選項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磁場B中，繞O軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動，則經過電阻R的電流的大小和方向是(金屬圓盤的電阻不計)( )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：金屬圓盤在勻強磁場中勻速轉動，能夠等效為無數根長2為r的導體棒繞O點做勻速圓周運動，其產生的感覺電動勢大小為12故經過電阻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，應選D項．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，當開關S由斷開變成閉合時( )A．A燈中無電流經過，不行能變亮B．A燈中有電流經過，方向由a到bC．B燈漸漸熄滅，c點電勢高于d點電勢D．B燈漸漸熄滅，c點電勢低于d點電勢分析：當開關S由斷開變成閉合時，電感線圈L中產生從c到d的感覺電動勢，B燈漸漸熄滅，把L當作一個電源的話，c點電勢低于d點電勢，選項D正確，選項C錯誤；電容器C短路放電，A燈中有電流經過，方向由b到a，選項A、B均錯誤．答案：D(2018·哈爾濱模擬)如下圖，虛線地區內有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場寬度為L，磁感覺強度大小為B.總電阻為R的直角三角形導線框，兩條直角邊邊長分別為2L和L，當該線框以垂直于磁場界限的速度v勻速穿過磁場的過程中，以下說法正確的是( )3A．線框中的感覺電流方向一直不變B．線框中感覺電流向來在增大C．線框所受安培力方向一直同樣D．當經過線框的磁通量最大時，線框中的感覺電動勢為零分析：該線框以垂直于磁場界限的速度v勻速穿過磁場的過程中，穿過線框的磁通量先增大后減小，依據楞次定律、安培定章可以判斷線框中的感覺電流先沿逆時針方向后沿順時針方向，且一直不為零，由左手定章能夠判斷線框在該磁場中向來遇到水平向左的安培力作用，故A、D項錯誤，C項正確；該線框以垂直于磁場界限的速度v勻速穿過磁場的過程中，導線框切割磁感線的有效長度先增大、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電流先增大、后不變、后再增大，故B項錯誤．答案：C(2018·榆林模擬)如下圖，鐵芯右側繞有一個線圈，線圈兩頭與滑動變阻器、電池組連成回路．左邊的鐵芯上套有一個環2面積為0.02m、電阻為0.1Ω的金屬環．鐵芯的橫截面積為0.012m，且假定磁場所有集中在鐵芯中，金屬環與鐵芯截面垂直．調理滑動變阻器的滑動頭，使鐵芯中的磁感覺強度每秒平均增添0.2T，則從上向下看( )A．金屬環中感覺電流方向是逆時針方向，感覺電動勢大小為44.0×10－3VB．金屬環中感覺電流方向是順時針方向，感覺電動勢大小為4.0×10－3VC．金屬環中感覺電流方向是逆時針方向，感覺電動勢大小為2.0×10－3VD．金屬環中感覺電流方向是順時針方向，感覺電動勢大小為2.0×10－3V分析：鐵芯內的磁通量狀況是同樣的，金屬環的有效面積即鐵ΔΦ芯的橫截面積．依據法拉第電磁感覺定律E＝nt＝1×0.2×0.01V＝2×10－3V．又依據楞次定律，金屬環中電流方向為逆時針方向，即選項C正確．答案：C7.(多項選擇)(2018·連云港質檢)如下圖，在線圈上端擱置一盛有冷水的金屬杯，現接通溝通電源，過了幾分鐘，杯內的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，以下舉措可行的有( )A．增添線圈的匝數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：當電磁鐵接通溝通電源時，金屬杯處在變化的磁場中產生渦電流發熱，使水溫高升．要縮短加熱時間，需增大渦電流，即5增大感覺電動勢或減小電阻．增添線圈匝數、提高交變電流的頻次都是為了增大感覺電動勢．瓷杯不可以產生渦電流，取走鐵芯會致使磁性減弱．因此選項A、B正確，選項C、D錯誤．答案：AB8．如下圖，兩條相距d的平行金屬導軌位于同一水平面內，其右端接一阻值為R的電阻．質量為m的金屬桿靜置在導軌上，其左邊的矩形勻強磁場地區MNPQ的磁感覺強度大小為B、方向豎直向下．當該磁場地區以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變成v.導軌和金屬桿的電阻不計，導軌圓滑且足夠長，桿在運動過程中一直與導軌垂直且兩頭與導軌保持優秀接觸．求：(1)剛掃過金屬桿時，桿中感覺電流的大小I；MNMN剛掃過金屬桿時，桿的加快度大小a；PQ剛要走開金屬桿時，感覺電流的功率P.分析：(1)感覺電動勢E＝Bdv0，E感覺電流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，則感覺電動勢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是一個螺線管，它的繞線方法沒有畫出，Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導線相連，P是在MN的正下方水平擱置的用細導線繞制的軟彈簧線圈．若在Q所處的空間加上與環面垂直的變化磁場，發此刻t1至t2時間段內彈簧線圈處于縮短狀態，則所加磁場的磁感覺強度的變化狀況可能是( )分析：在t1至t2時間段內彈簧線圈處于縮短狀態，說明此段時間內穿過線圈的磁通量變大，即穿過線圈的磁場的磁感覺強度變大，則螺線管中電流變大，單匝金屬線圈Q產生的感覺電動勢變大，所加磁場的磁感覺強度的變化率變大，即Bt圖線的斜率變大，選項D正確．答案：D10.(多項選擇)(2018·長春外國語學校檢測)如下圖，金屬桿ab以恒定的速率v在圓滑平行金屬導軌上向右滑行，設整個電路總電7阻保持不變，勻強磁場與導軌所在平面垂直，以下表達正確的選項是( )A．ab桿中的電流與速率成正比B．電路產生的電熱功率與速率成正比C．磁場作用于ab桿的安培力與速率的平方成正比D．外力對ab桿做功的功率與速率的平方成正比分析：ab桿做切割磁感線運動，產生的感覺電動勢E＝BLv，EBLv2電流I＝R＝R，可知電流與速率成正比，A正確；依據P＝IR＝BLv）2，知電阻R產生的熱功率(即電路產生的電熱功率)與速率RB2L2v平方成正比，B錯誤；安培力F安＝BIL＝R，知安培力與速率成B2L2v2正比，C錯誤；速率恒定，則外力F＝F安，故P外＝Fv＝R，可知外力對ab桿做功的功率與速率的平方成正比，D正確．答案：AD11.(2018·鞍山第一中學模擬)如下圖，豎直平面內有一金屬環，半徑為a，總電阻為R(指剪開拉直時兩頭的電阻)，磁感覺強度為B的勻強磁場垂直穿過環平面，與環的最高點A連結的長度R為2a、電阻為2的導體棒AB，由水平地點緊貼環面擺下，當擺到豎直地點時，B點的線速度為v，則這時導體棒AB兩頭的電壓大小為( )8BavBavA.3B.6C.2BavD．Bav3分析：當擺到豎直地點時，導體棒AB產生的感覺電動勢為：E0＋v＝B·2av＝2Ba2＝Bav，圓環被導體棒分為兩個半圓環，兩半圓RR環并聯，并聯電阻R并＝2×2RE4BavR＝4，電路電流I＝＝3，AB兩RRRR2＋22＋4端的電壓相當于路端電壓，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，平行長直金屬導軌水平擱置，間距L＝0.4m，導軌右端接有阻值R＝1Ω的電阻，導體棒垂直擱置在導軌上，且接觸優秀，導體棒及導軌的電阻均不計，導軌間正方形地區abcd內有方向豎直向下的勻強磁場，bd連線與導軌垂直，長度也為L，從0時刻開始，磁感覺強度B的大小隨時間t變化，規律如圖乙所示；同一時刻，棒從導軌左端開始向右勻速運動，1s后恰好進入磁場，若使棒在導軌上一直以速度v＝1m/s做直線運動，求：9棒進入磁場前，回路中的電動勢E；棒在運動過程中遇到的最大安培力F，以及棒經過三角形abd地區時電流i與時間t的關系式．分析：(1)棒進入磁場前，閉合回路中有磁場經過的有效面積不變，磁感覺強度平均變大，由法拉第電磁感覺定律，回路中的電ΔΦB動勢E＝t＝t?Sabcd，abcd222此中S＝2L＝0.08m，代入數據得E＝0.04V.棒進入磁場后，當導體棒在bd時，切割磁感線的有效長度最長，為L，此時回路中有最大電動勢及電流E1＝BLv，