练习二 电磁感应和带电粒子的偏转

一、选择题1．科学家发现一种新型合金材料N 45Co5n40Sn10i M （），只要略微加热该材料下面的铜片，这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。

将两个相同的条状新型合金材料竖直放置，在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈，如图甲、乙所示。

现对两条状新型合金材料下面的铜片加热，则（ ）A ．甲图线圈有收缩的趋势B ．乙图线圈有收缩的趋势C ．甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D ．乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流2．如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（ ）A ．如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属B ．通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C ．真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D ．如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多3．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动。

则PQ 所做的运动是（ ）A ．向右加速运动B ．向左减速运动C ．向右减速运动或向左加速运动D ．向右加速运动或向左减速运动 4．如图所示，一宽为40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s ，通过磁场区域。

在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（电流沿逆时针绕向为正）（）A．B．C．D．5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。

实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。

下列说法正确的是（）A．图1中，A1与L1的电阻值相同B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等6．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是（）A．O时刻线圈中感应电动势不为零B．D时刻线圈中感应电动势为零C．D时刻线圈中感应电动势最大D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V7．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。

电磁感应专题复习（重要）基础回顾（一）法拉弟电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比E＝nΔΦ/Δt（普适公式）当导体切割磁感线运动时，其感应电动势计算公式为E＝BLVsinα2、E＝nΔΦ/Δt与E＝BLVsinα的选用①E＝nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势，一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E＝BLVsinα可计算平均动势，也可计算瞬时电动势。

③直导线在磁场中转动时，导体上各点速度不一样，可用V平=ω（R1+R2）/2代入也可用E＝nΔΦ/Δt 间接求得出 E＝BL2ω/2（L为导体长度，ω为角速度。

）（二）电磁感应的综合问题一般思路：先电后力即：先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r。

再进行“路”的分析-------分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相应部分的电流大小，以便安培力的求解。

然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象（如金属杆、导体线圈等）的受力情况尤其注意其所受的安培力。

按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。

最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。

【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题（2006、广东）如图所示，用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点，悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。

电磁感应 同步练习（一）电磁感应现象1．面积为S 的线圈从平行于磁感强度为B 的匀强磁场的位置转过60°角时，穿过线圈的磁通量改变了多少？若这一线圈平面从垂直于磁场的位置转过60°角时，穿过线圈平面的磁通量又改变了多少？2．以下说法中正确的有（ ）A ．只要有磁感线穿过导体闭合面，导体中就会产生感应电流B ．只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动，导线中就一定产生感应电流C ．一段不闭合的导线在磁场中运动，导线两端可能会有电势差D ．放在磁场中的闭合线圈，只要磁场有变化，线圈中就会有感应电流3．如图17-5所示，匀强磁场的磁感强度B=0.20T ，方向沿x 轴正方向，且ab=40cm ，bc=30cm ，ac=50cm ，且abc 所在平面与xOz 平面平行，分别求出通过面积abod 、bofc 、acfd 的磁通量1Φ、2Φ、3Φ。

4．关于磁通量的概念，下列说确的是：（ ）A 磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B 穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感强度不一定为零C 磁感强度越大，线圈面积越大，D 穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量5．下列那些情况会产生感应电流：（ ）6．如图所示，矩形线框abcd 的一边ad 恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 （ ）A ．绕ad 边为轴转动B ．绕oo ′为轴转动C ．绕bc 边为轴转动D ．绕ab 边为轴转动7．如图所示，平行金属导轨的左端连有电阻R ，金属导线框ABCD 的两端用金属棒跨在导轨上，匀强磁场方向指向纸。

当线框ABCD 沿导轨向右运动时，线框ABCD 中有无闭合电流？____；电阻R 上有无电流通过？____电磁感应 同步练习（二）法拉第电磁感应定律 — 感应电动势的大小1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 （ ）A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示 （ ）A ．线圈中O 时刻感应电动势最大B ．线圈中D 时刻感应电动势为零C ．线圈中D 时刻感应电动势最大 D ．线圈中O 至D 时间平均感电动势为0.4V3．如图所示，线圈有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带____电，若线圈的匝数为n ，平行板电容器的板间距离为d ，粒子的质量为m ，带电量为q ，则磁感应强度的变化率为____ (设线圈的面积为S)．4．如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m 的金属棒ab ，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T ．当用外力使棒ab 以速度v=5m ／s 右移时，ab 棒中产生的感应电动势ε=____ ，通过ab 棒的电流I=____ ．ab 棒两端的电势差U ab =____ ，在电阻R 上消耗的功率P R =____ ，在ab 棒上消耗的发热功率P r=____ ，切割运动中产生的电功率P=____ ．5．将一条形磁铁插入螺线管线圈。

带电粒子在磁场中的偏转一、分析问题的思路回顾：1、常用的基本公式2、解决此类问题的一般步骤：3、突破问题的难点： 二、解决问题的方法归纳：【例一】如图，在一水平放置的平板 MN 的上方有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m 、带电荷量为+q 的粒子，以相同的速率v.沿位于纸面内的各个方向，由小孔O 射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中.哪个图是正确的（ ）【变式1】：如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab 的距离L=16cm 处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=4.8x106 m/s,已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0x107C/kg 现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab 上被α粒子打中的区域的长度.sa L.【例二】如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？【变式1】若初速度向下与左边界成60°，要求电子不从右边界穿出，则初速度有什么要求？（仅完成作图和不计算）【变式2】若初速度向上与左边界成60°，要求电子不从右边界穿出，则初速度有什么要求？（仅完成作图和不计算）【变式3】如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围．（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．【例题3】长为L 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图，磁感强度为B ，板间距离也为L ，板不带电，现有质量为m ，电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（ ） A ．使粒子的速度v ＜BqL/4m B ．使粒子的速度v ＞BqL/m C ．使粒子的速度v ＞5BqL/4m D ．使粒子速度BqL/4m ＜v ＜5BqL/4m【变式1】一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度v 从金属板的左端射入板间，为了使这些正电荷都不从板间穿出，这些带电粒子的速度需满足什么条件?MNd5dB＋v ＋ v ＋ v ＋v【例题4】圆形区域内存在垂直纸面的半径为R 的匀强磁场，磁感强度为B ，现有一电量为q 、质量为m 的正离子从a 点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60°，求此离子在磁场区域内飞行的时间及射出的位置。