高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况练习（含解
析）新人教版选修32
[A组 素养达标]
1．(多选)某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是( )
A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速增强 D．沿BA方向磁场在迅速减弱
解析：感生电场俯视顺时针，假设平行感应电场方向有闭合回路，则回路中的感应电流也是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应磁场向下，由楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿AB方向减弱，或原磁场方向向上且沿BA方向增强，所以选项A、C正确．
答案：AC
2．(多选)边长为h的正方形金属导线框，从如图所示位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区域高度为H，上、下边界如图中虚线所示，H>h，从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中( )
A．线框中总有感应电流存在
B．线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针 C．线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针 D．线框受到磁场力的方向总是向上
解析：因为H>h，当线框全部处于磁场区域内时线框内磁通量不变，线框中无感应电流，A错误；根据右手定则可知，线框进入磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时感应电流是顺时针，C正确，B错误；在C的基础上结合左手定则可知，线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上，D正确．
答案：CD
3.如图所示，边长为L的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为B.当线圈按图示方向以速度v垂直B运动时，下列判断正确的是 ( )
A．线圈中无电流，φa＝φb＝φc＝φd B．线圈中无电流，φa>φb＝φd>φc C．线圈中有电流，φa＝φb＝φc＝φd D．线圈中有电流，φa>φb＝φd>φc
解析：线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C、D错误，但ac两端有电势差，根据右手定则，可知B正确．
答案：B
4．在匀强磁场中，有一接有电容器的回路，如图所示，已知电容器电容C＝30 μF，l1
＝5 cm，l2＝8 cm，磁场以5×10T/s的变化率增强，则( )
－2
A．电容器上极板带正电，带电荷量为2×10 C B．电容器上极板带正电，带电荷量为6×10 C C．电容器上极板带负电，带电荷量为4×10 C D．电容器上极板带负电，带电荷量为6×10 C
解析：根据楞次定律和安培定则可判断电容器上极板带正电；因为磁感应强度是均匀增ΔΦΔBΔB大的，故感应电动势大小恒定，由法拉第电磁感应定律E＝＝·S，可得E＝·l1l2
ΔtΔtΔt＝5×10×5×10×8×10 V＝2×10 V，即电容器两极板上所加电压U为2×10 V，所以电容器带电荷量为Q＝CU＝30×10×2×10 C＝6×10 C，故B正确．
答案：B
5.在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )
－6
－4
－9
－2
－2
－2
－4
－4
－9－9－9－9
A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0 C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0
解析：导体杆水平运动时产生感应电动势，对整个电路，可把AB杆看作电源，当杆匀速滑动时，电动势E不变，故I1≠0，I2＝0；当杆加速滑动时，电动势E不断变大，电容器不断充电，故I1≠0，I2≠0，选项D正确．
答案：D
6.如图所示，将一个闭合金属圆环从有界磁场中匀速拉出，第一次速度为v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q1，第二次速度为2v，通过金属圆环某一截面的电荷量为q2，则( )
A．q1∶q2＝1∶2 C．q1∶q2＝1∶1
B．q1∶q2＝1∶4 D．q1∶q2＝2∶1
ΔΦΔΦB·S解析：由q＝I·Δt＝·Δt得q＝＝，S为圆环面积，故q1＝q2.
ΔtRRR答案：C
7.如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B中．两板间有一个质量为m、电荷量为＋q的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
ΔΦdmgA．正在增强；＝
ΔtqΔΦdmgC．正在减弱；＝
ΔtqΔΦdmgB．正在减弱；＝
ΔtnqΔΦdmgD．正在增强；＝
Δtnq解析：电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线圈下端相当于电源的正极，由题意可知，根据安培定则和楞次定律，可
ΔΦE得穿过线圈的磁通量在均匀减弱，线圈产生的感应电动势E＝n；油滴所受电场力F＝q，
ΔtdEΔΦdmg对油滴，根据平衡条件得q＝mg，所以解得线圈中磁通量的变化率的大小为＝，故选
dΔtnq项B正确，A、C、D错误．
答案：B
8.如图所示，导线全部为裸导线，半径为r，两端开有小口的圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑到右端，电路中固定电阻值为R，其余部分电阻均忽略不计，试求MN从圆环左端滑到右端的过程中：
(1)电阻R上的最大感应电流； (2)电阻R上的平均感应电流； (3)通过电阻R的电荷量．
解析：(1)MN向右滑动时，切割磁感线的有效长度不断变化，当MN经过圆心时，有效切割长度最长，此时感应电动势和感应电流达到最大值，
所以Imax＝
Emax2Brv＝. RR2
EπBrvΔΦBπrBπrv(2)E＝＝＝，I＝＝. Δt2r2R2RvΔΦBπr(3)流过电阻R的电荷量等于平均感应电流与时间的乘积，所以q＝IΔt＝＝. 2
RR2BrvπBrvBπr答案：(1) (2) (3)
R2RR[B组 素养提升]
9．(多选)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是( )
2
A．磁感应强度的大小为0.5 T B．导线框运动速度的大小为0.5 m/s C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N 解析：导线框匀速进入磁场时速度v＝＝
L0.1
m/s＝0.5 m/s，选项B正确；由E＝BLv，t0.2
E0.01
得B＝＝ T＝0.2 T，选项A错误；由右手定则可确定磁感应强度方向垂直于纸面
Lv0.1×0.5E0.01
向外，选项C正确；导线框所受安培力F＝BLI＝BL＝0.2×0.1× N＝0.04 N，选项D
R0.005
错误．
答案：BC
10．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成 θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )
A．电路中感应电动势的大小为
sin θB．电路中感应电流的大小为
BlvBvsin θ rB2lvsin θC．金属杆所受安培力的大小为 rB2lv2
D．金属杆的热功率为 rsin θ解析：由电磁感应定律可知电路中感应电动势为E＝Blv，A错误；感应电流的大小I＝
BlvBvsin θBvsin θlB2lv＝，B正确；金属杆所受安培力的大小F＝B·＝，C错lrrsin θrrsin θBvsin θ2lB2lv2sin θ误；热功率P＝()r＝，D错误．
rsin θr
高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况练习(含解析)新人教版选修32
