2018年人教版物理选修3-2 第4章 5 电磁感应现象的两类情况 学业

学业分层测评(四)

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．(多选)下列说法中正确的是( ) A．感生电场是由变化的磁场激发而产生的 B．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场

C．感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手螺旋定则来判定 D．感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一定是沿逆时针方向

【解析】 由麦克斯韦电磁理论知A正确，B错误；感生电场的产生也是符合电磁感应原理的，C正确；感生电场的电场线是闭合的，但不一定是逆时针方向，故D错误．

【答案】 AC

2．(多选)下列说法中正确的是( )

【导学号：05002041】

A．动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷的作用而引起的

B．因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的

C．动生电动势的方向可以由右手定则来判定

D．导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反

【解析】 洛伦兹力对导体中自由电荷的作用效果是产生动生电动势的本质，A正确；在导体中自由电荷受洛伦兹力的合力与合速度方向垂直，总功为零，B错误；动生电动势的方向可由右手定则判定，C正确；只有在导体棒做匀速切割磁感线时，除安培力以外的力的合力与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，D错误．故选A、C.

【答案】 AC

3．(多选)如图4-5-8所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是( )

1

图4-5-8

A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关 C．动生电动势的产生与电场力有关

D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的

【解析】 根据动生电动势的定义，A正确．动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关，感生电动势中的非静电力与感生电场有关，B正确，C、D错误．

【答案】 AB

4．(多选)如图4-5-9甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放在垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正方向)，MN始终保持静止，则0～t2时间内( )

【导学号：05002042】

甲 乙

图4-5-9

A．电容器C的电荷量大小始终没变 B．电容器C的a板先带正电后带负电 C．MN所受安培力的大小始终没变 D．MN所受安培力的方向先向右后向左

【解析】 磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确，B错误；由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，MN所受安培力的方向先向右后向左，选项C错误，D正确．

【答案】 AD

2

5．如图4-5-10所示，在匀强磁场中，放置两根光滑平行导轨MN和PQ，其电阻不计，ab、cd两根导体棒，其电阻Rab＜Rcd，当ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时，cd棒在外力F2作用下保持静止，F1和F2的方向都与导轨平行，那么，F1和F2大小相比、ab和cd两端的电势差相比，正确的是( )

【导学号：05002043】

图4-5-10

A．F1＞F2，Ucd＞Uab C．F1＜F2，Uab＜Ucd

B．F1＝F2，Uab＝Ucd D．F1＝F2，Uab＜Ucd

【解析】 因ab和cd的磁场力都是F＝BIl，又因为ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时，cd在外力F2作用下保持静止，故F1＝F2，又由MN、PQ电阻不计，所以a、c两点等势，b、d两点等势，因而Uab＝Ucd，故B正确．

【答案】 B

6．一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B，直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动．螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图4-5-11所示．如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则( )

图4-5-11

A. E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势 B. E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势 C. E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势 D. E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势

【解析】 直升机螺旋桨的叶片围绕着轴转动，产生的感应电动势为E＝Blv111

＝2Blvb＝2Bl(ωl)＝2B(2πf)l2＝πfl2B，设想ab是闭合电路的一部分导体，由右手

3

定则知感应电流方向为a→b，所以b点电势比a点电势高．选项A正确．

【答案】 A

7．据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过的瞬间．照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图4-5-12所示，假设“天宫一号”正以速度v＝7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L＝20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B＝1.0×10－5T.将太阳帆板视为导体．

图4-5-12

(1)求M、N间感应电动势的大小E；

(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V,0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻，试判断小灯泡能否发光，并说明理由；

(3)取地球半径R＝6.4×103 km，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)．

【解析】 (1)感应电动势E＝BLv，代入数据得E＝1.54 V. (2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流． Mm

(3)在地球表面有GR2＝mg

v2Mm

“天宫一号”做匀速圆周运动，有G＝m

?R＋h?2R＋h

gR2

解得h＝v2－R，代入数据得h≈4×105 m(数量级正确都算对) 【答案】 (1)1.54 V (2)见解析 (3)4×105 m

[能力提升]

8．如图4-5-13所示，将外皮绝缘的圆形闭合细导线扭一次变成两个面积比为1∶4的圆形闭合回路(忽略两部分连接处的导线长度)，分别放入垂直圆面向里、磁感应强度大小随时间按B＝kt(k＞0，为常数)的规律变化的磁场，前后两

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