7.1 楞次定律和法拉第电磁感应定律(练习题)-2016届高三物理下册(解析版)
法拉第电磁感应定律优秀作业题
法拉第电磁感应定律(一)1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中的感应电动势的大小( )A .跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B .跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比;C .跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比;D .跟穿过这一闭合电路的磁通量变化量成正比.2.如图所示,由大小两个半圆弧组成的弯曲金属导线位于匀强磁 场中,当整个导体向右平移时,下列结论正确的是:( ) A . A 、E 电势不相同;B . A 、C 、E 三点的电势相同; C .D 点电势比B 点高; D . 无法判断.3.如图所示,接有理想电压表的三角形导线框abc ,在匀强磁 场中向右匀速运动,问:框中有无感应电流?电压表有无示数?a 、b 两点间有无电势差?( )A .无、无、无B .无、无、有C .无、有、无D .有、有、有 4.如图所示,两根相距d 平行放置的导电轨道,轨道间接有电阻R ,处于磁感应强为B ,垂直轨道平面内的匀强磁场中,一根金属杆与轨道成60°角放置在轨道上,现让金属杆以垂直于杆的速度v 沿轨道匀速滑行,若导电轨道和金属杆的电阻不计,则通过电阻R 的电流为( )) 7题图C .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等 8.一个N 匝圆线圈,放在磁感强度为B 的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 ( ) A.线圈匝数增加一倍; B 、将线圈面积增加一倍;C 、将线圈半径增加一倍;D 、适当改变线圈的取向。
9.如图所示,圆环a 和圆环b 半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a 环单独置于磁场中和b 环单独置于磁场中两种情况下,M 、N 两点的电势差之比为( ) A .4∶1 B .1∶4 C .2∶1 D .1∶210、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如右图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( ) A.0--2s B.2—4S C.4—6S D.6—10S11.如图所示,把金属圆环匀速拉出磁场,下列叙述正确的是:( ) A 、向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B 、不管向什么方向拉出,只要产生感应电流,方向都是顺时针C 、 向右匀速拉出时,感应电流方向不变D 、要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变 12. 在竖直指向地面的匀强磁场B 中,将长为L的水平棒由高h 处水平抛出,初速度v 0与棒垂直,不计空气阻力,落地时棒上的感应电动势等于 A .BL v 0 B gh v BL 220+ C.0(/2BL v D 2/)2(0gh v BL +13. 如图所示,MN 、PQ 为两平行金属导轨,M 、P 间连有一阻值为R 的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为B ,磁场方向与导轨所在的平面垂直,图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v ,与导轨接触良好,圆环的直径d 与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略,当金属环向右做匀速运动时( )A.有感应电流通过电阻R ,大小为R dBvπ B.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBvC.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBv2 D.没有感应电流通过电阻R14、如图所示1、2、3表示三个回路,在回路2的内部有垂直于回路平面的 匀强磁场,当磁感应强度随时间均匀变化时,回路1、2、3产生的感应电动势分别为E1、E2、E3,下列哪个关系式是正确的( ) A 、E 1=E 2<E 3 B 、E 1=E 2=E 3C 、E 1<E 2<E 3D 、E1<E 2=E 315.如图所示,水平放置一光滑矩形导体框,,细棒ab 可在框上自由移动,整个装置处在磁感应强度为0.4T 的匀强磁场中,磁场方向与水平面成300角,ab 长0.2m,电阻为0.1Ω,其余部分电阻不计,棒在水平力F 作用下以2m/s 的速率匀速向右运动,求力F 的大小及力F 做功的机械功率。
高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附详细答案
高考物理压轴题之法拉第电磁感应定律(高考题型整理,突破提升)附详细答案一、法拉第电磁感应定律1.如图(a )所示,间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。
在区域I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B ;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图(b )所示。
t =0时刻在轨道上端的金属细棒ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd 在位于区域I 内的导轨上由静止释放。
在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前,cd 棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。
已知cd 棒的质量为m 、电阻为R ,ab 棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ,在t =t x 时刻(t x 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ,重力加速度为g 。
求:(1)通过cd 棒电流的方向和区域I 内磁场的方向; (2)ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离;(3)ab 棒开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量。
【答案】(1)通过cd 棒电流的方向从d 到c ,区域I 内磁场的方向垂直于斜面向上;(2)3l (3)4mgl sin θ。
【解析】 【详解】(1)由楞次定律可知,流过cd 的电流方向为从d 到c ,cd 所受安培力沿导轨向上,由左手定则可知,I 内磁场垂直于斜面向上,故区域I 内磁场的方向垂直于斜面向上。
(2)ab 棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动,a =sin mg mθ=gs in θ cd 棒始终静止不动,ab 棒在到达区域Ⅱ前、后,回路中产生的感应电动势不变,则ab 棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动,可得:1Blv t∆Φ=∆ 2(sin )x xB l IBI g t t θ⋅⋅= 解得2sin x lt g θ=ab 棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度12sin v gl θ=则ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离21232x h at l l =+= (3)ab 棒在区域Ⅱ中运动时间222sin xl lt v g θ== ab 棒从开始下滑至EF 的总时间222sin x lt t t g θ=+= 感应电动势:12sin E Blv Bl gl θ==ab 棒开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量:Q =EIt =4mgl sin θ2.如下图所示,MN 、PQ 为足够长的光滑平行导轨,间距L =0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ= 30°,NQ 丄MN ,N Q 间连接有一个3R =Ω的电阻,有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为01B T =,将一根质量为m =0.02kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻1r =Ω,其余部分电阻不计,现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行,当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变,cd 距离NQ 为 s=0.5 m ,g =10m/s 2。
楞次定律练习题及详解
精品文档1.如图所示,固定长直导线A 中通有恒定电流。
一个闭合矩形导线框abcd 与导线A 在同一平面内,并且保持ab 边与通电导线平行,线圈从图中位置1匀速向右移动到达位置2。
关于线圈中感应电流的方向,下面的说法正确的是 A .先顺时针,再逆时针 B .先逆时针,再顺时针 C .先顺时针,然后逆时针,最后顺时针 D .先逆时针,然后顺时针,最后逆时针 【答案】C 【解析】 试题分析:由安培定则可得导线左侧有垂直纸面向外的磁场,右侧有垂直纸面向里的磁场,且越靠近导线此场越强,线框在导线左侧向右运动时,向外的磁通量增大,由楞次定律可知产生顺时针方向的感应电流;线框跨越导线的过程中,先是向外的磁通量减小,后是向里的磁通量增大,由楞次定律可得线框中有逆时针方向的电流;线框在导线右侧向右运动的过程中,向里的磁通量减小,由楞次定律可知产生顺时针方向的感应电流;综上可得线圈中感应电流的方向为:先顺时针,然后逆时针,最后顺时针。
故选C 考点:楞次定律的应用 点评:弄清楚导线两侧磁场强弱和方向的变化的特点,线框在导线两侧运动和跨越导线的过程中磁通量的变化情况是解决本题关键。
2.如图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd 和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自左向右在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为 A .沿adcba 不变 B .沿abcda 不变 C .由abcda 变成adcba D .由adcba 变成abcda 【答案】B 【解析】 试题分析:线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框的磁通量先垂直纸面向外减小,后垂直纸面向里增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向一直垂直纸面向外,由安培定则知感应电流一直沿adcba 不变;故B 正确 考点:楞次定律的应用 点评:难度中等,弄清楚两导线中间磁场强弱和方向的变化的特点是解决本题关键,应用楞次定律判断感应电流方向的关键是确定原磁场的方向及磁通量的变化情况 3.如图所示,一个闭合三角形导线框ABC 位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。
电磁感应解题技巧及练习
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。
(完整版)法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题(有详细答案)
法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题1、下列图中能产生感应电流的是( )2、关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生B.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流C.闭合线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流D.穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时,电路中有感应电流3、一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行,飞机机身长为a,机翼两端的距离为b。
该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1,竖直分量为B2;设驾驶员左侧机翼的端点为C,右侧机翼的端点为D,则CD 两点间的电势差U为A.U=B1vb,且C点电势低于D点电势 B.U=B1vb,且C点电势高于D点电势C.U=B2vb,且C点电势低于D点电势 D.U=B2vb,且C点电势高于D点电势4、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。
在线圈由图示位置自上而下穿过固定的条形磁铁的过程中,从上向下看,线圈中感应电流方向是A.先顺时针方向,后逆时针方向B.先逆时针方向,后顺时针方向c.一直是顺时针方向D.一直是逆时针方向5、如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,已知ab=bc=L,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为()A.BLv B.BLv sinθC.BLv cosθD.BLv(l+sinθ)6、穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象,如图所示,下面几段时间内,产生感应电动势最大的是①0-5s ②5-10s ③10-12s ④12-15sA.①② B.②③ C.③④ D.④7、如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径r A=2r B,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势之比E A:E B和两线圈中感应电流之比I A:I B分别为( )A.1:1,1:2 B.1:1,1:1 C.1:2,1:2 D.1:2,1:18、下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大的是()9、穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地减少8Wb,则( )A. 线圈中感应电动势每秒钟增加8VB. 线圈中感应电流每秒钟减少8AC. 线圈中感应电流每秒钟增加4AD. 线圈中感应电流不变,等于4A10、如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中,两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是:A、正在增加,B、正在减弱,C、正在增加,D、正在减弱,11、如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )A.ef将匀速向右运动 B.ef将往返运动C.ef将减速向右运动,但不是匀减速 D.ef将加速向右运动12、如图所示,一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下,设线框下落过程中,下边保持水平向下平动。
高考物理法拉第电磁感应定律(大题培优 易错 难题)附答案
一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界),用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场,已知在线框拉出磁场的过程中,ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示,bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】(1)2.0×10-3 J (2)1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知,当0t =时刻ab 边的受力最大,为:10.02N F BIL ==可得:10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动,其受到的安培力为阻力大小即为1F ,由能量守恒:Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量:2Q I Rt=线框的电阻:3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2.如图甲所示,一个电阻值为R ,匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路。
线圈的半径为r 1。
在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0。
导线的电阻不计,求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。
(2)通过电阻R1上的电荷量q。
【答案】(1)2020 3n B rRtπ电流由b向a通过R1(2)20213n B r tRtπ【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为22022n B rBE n n rt t tππ∆Φ∆===∆∆由闭合电路的欧姆定律,得通过R1的电流大小为20233n B rEIR Rtπ==由楞次定律知该电流由b向a通过R1。
(2)由qIt=得在0至t1时间内通过R1的电量为:202113n B r tq ItRtπ==3.如图(a)所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.求(1) 0~t0时间内圆形金属线圈产生的感应电动势的大小E;(2) 0~t1时间内通过电阻R1的电荷量q.【答案】(1)202n B rEtπ=(2)20123n B t rqRtπ=【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律E ntφ∆=∆有202n B rBE n St tπ∆==∆①(2)由题意可知总电阻R总=R+2R=3 R②由闭合电路的欧姆定律有电阻R1中的电流EIR=总③0~t1时间内通过电阻R1的电荷量1q It=④由①②③④式得20123n B t rqRtπ=4.如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直向下的磁场中,整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…n组成,从左向右依次排列,磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、…nB,两导轨左端MP间接入电阻R,一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上,与导轨电接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。
7.1 楞次定律和法拉第电磁感应定律(练习题)-2016届高三物理下册(原卷版)
高三物理二轮 专题7 电磁感应和电路第1课时:楞次定律和法拉第电磁感应定律——练1、【石景山区2016届第一学期期末考试试卷】如图8所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。
当磁铁向下运动(但未插入线圈内部)时,线圈中A .没有感应电流B .感应电流的方向与图中箭头方向相反C .感应电流的方向与图中箭头方向相同D .感应电流的方向不能确定2、【北京市西城区2016届高三第一学期期末试卷物理试题】如图所示为一台小型发电机示意图,磁场为水平方向。
当线圈转到如图所示的水平位置时,下列判断正确的是A .通过线圈的磁通量最大B .通过线圈的磁通量为零C .线圈中产生的电动势最大D .线圈中产生的电动势为零3、【北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷】从1822年至1831年的近十年时间里,英国科学家法拉第心系“磁生电”。
在他的研究过程中有两个重要环节:(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想;(2)通过大量实验,将“磁生电”(产生感应电流)的情况概括为五种:变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
结合你学过的相关知识,试判断下列说法正确的是A .环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发B .环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释C .环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”vD.环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件4、【丰台区2014—2015学年度第一学期期末练习高三物理】如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m),铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。
则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图像可能是()5、【2014•北京市昌平区二模】物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题:楞次定律(课后习题)【含答案及解析】
第二章电磁感应楞次定律课后篇素养形成必备知识基础练1.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A点落至B点,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针A点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为顺时针;自图示位置落至B点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确。
2.(多选)闭合电路的一部分导体在匀强磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度B的方向跟导体运动速度的方向关系的是()B、C正确。
3.(多选)如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D.圆环在达到磁场边界之前无感应电流,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误;另外在圆环达到磁场边界之前,穿过圆环的磁通量不变,无感应电流,D正确。
4.某同学在探究感应电流产生的条件的实验中,将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。
在实验中,该同学发现开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏。
由此可以判断,在保持开关闭合的状态下()A.当线圈A拔出时,灵敏电流计的指针向左偏B.当线圈A中的铁芯拔出时,灵敏电流计的指针向右偏C.当滑动变阻器的滑片匀速滑动时,灵敏电流计的指针不偏转D.当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,灵敏电流计的指针向右偏:开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏,则当磁通量增大时指针左偏;若磁通量减小时,则指针右偏;当线圈A拔出,或线圈A中的铁芯拔出时,磁通量均减小,因此电流计指针向右偏,故A错误,B正确;滑动变阻器的滑片匀速滑动,穿过线圈的磁通量发生变化,电流计指针要发生偏转,故C错误;当滑动变阻器的滑片向N端滑动时,电阻减小,则电流增大,导致磁通量增大,因此灵敏电流计的指针向左偏,故D错误。
法拉第电磁感应定律试题及答案
法拉第电磁感应定律试题及答案法拉第电磁感应定律试题及答案(40分钟 5 0分)一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.关于感应电动势,下列说法中正确的是()A.电源电动势就是感应电动势B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D.电路中有电流就一定有感应电动势2.(2013揭阳高二检测)从同一位置将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有()A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械能D.磁通量的变化量3.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()A.0~2 sB.2~4 sC.4~6 sD.6~10 s4.(2013白城高二检测)一接有电压表的矩形线圈在匀强磁场中向右做匀速运动,如图所示,下列说法正确的是()A.线圈中有感应电流,有感应电动势B.线圈中无感应电流,也无感应电动势C.线圈中无感应电流,有感应电动势D.线圈中无感应电流,但电压表有示数5.如图甲所示,圆形线圈M的匝数为50匝,它的两个端点a、b 与理想电压表相连,线圈中磁场方向如图,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则ab两点的电势高低与电压表读数为()A.φa>φb,20VB.φa>φb,10VC.φa<φb,20VD.φa<φb,10V二、非选择题(本题共2小题,共20分。
需写出规范的解题步骤)6.(10分)如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等。
将线框置于光滑绝缘的水平面上。
在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。
在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。
在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行。
求:(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压;(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?7.(10分)(能力挑战题)如图所示,矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ。
暑假作业05 楞次定律和法拉第电磁感应定律(原卷版)-2025版高二物理暑假作业
作业05楞次定律和法拉第电磁感应定律三、电磁感应定律1.感应电动势在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势,2.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合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.(2)公式:E=nΔΦΔt,其中(3)在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯四、导线切割磁感线时的感应电动势1.导线垂直于磁场方向运动,甲乙2.导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时,如图乙所示,E =Blv sin θ.3.导体棒切割磁感线产生感应电流,导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向相反,导体棒克服安培力做功,把其他形式的能转化为电能.一、单选题1.如图甲所示,螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场,以图中箭头所示方向为其正方向。
螺线管与导线框abcd 相连,导线框内有一小金属圆环L ,圆环与导线框在同一平面内。
当螺线管内的磁感应强度B 随时间按图乙所示规律变化时,下列说法正确的是()A .在10~t 时间内,通过bc 边的电流方向由c 到b 且大小保持不变B .在21~t t 时间内,通过bc 边的电流方向先由b 到c 后变为由c 到bC .在21~t t 时间内,圆环L 内有逆时针方向的感应电流且大小保持不变D .在23~t t 时间内,圆环L 有扩张趋势2.手机无线充电是比较新颖的充电方式。
如图所示,电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。
当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后,就会在邻近的受电线圈中感应出电流,最终实现为手机电池充电。
当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a 流入时的方向为正),不考虑感应线圈的自感,下列说法中正确的是()A .t 1~t 3时间内,c 点电势始终高于d 点电势B .t 1~t 3时间内,c 点电势始终低于d 点电势C .t 1在时刻受电线圈中电流最强D .t 2时刻受电线圈中电流为03.如图所示,一磁铁通过支架悬挂于电子秤上方,磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨M 、N ,其上有两根可以左右自由滑动的金属杆a 、b ,磁铁在金属导轨M 、N 、a 、b 组成回路中心的正上方且S 极朝下,当剪断细线磁铁下落时,以下说法正确的是()A .a 、b 杆保持静止状态B .磁铁会受到向下的吸引力C .a 、b 杆相互靠近D .与剪断前相比,导轨对电子秤的压力变小4.麦克斯韦从场的观点出发,认为变化的磁场会激发感生电场。
高考物理(25)楞次定律、法拉第(含答案)
1课标全国卷Ⅰ,19)(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。
实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。
实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。
下列说法正确的是( )A .圆盘上产生了感应电动势B .圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C .在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D .圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 2.(·新课标全国卷Ⅱ,15)如图,直角三角形金属框abc 放置的匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,方向平行于ab 边向上。
当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时,a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c 。
已知bc 边的长度为l 。
下列判断正确的是( )A .U a >U c ,金属框中无电流B .U b >U c ,金属框中电流方向沿a -b -c -aC .U bc =-12Bl 2ω,金属框中无电流D .U bc =12Bl 2ω,金属框中电流方向沿a -c -b -a3.(·山东理综,17)(多选)如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。
现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速。
在圆盘减速过程中,以下说法正确的是( )A .处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B .所加磁场越强越易使圆盘停止转动C .若所加磁场反向,圆盘将加速转动D .若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动4.(·海南单科,2)如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′。
高三物理法拉第电磁感应定律
1.6 F BIL 2 0.4 1.28N 1
∴ 1s末ab棒所受磁场力为1.28N
056.08年苏北四市第三次调研试题 9 9. 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 , 有一与磁场方向 垂直长度为L金属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁 场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始 终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上 ,如图所 示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速 度ω顺时针匀速转动时( A C ) A.Uac=2Ub0
058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查(二)9 9.如图所示, MN和 PQ为处于同一水平面内的两根
平行的光滑金属导轨,导轨的电阻不计.垂直导轨
放置一根电阻不变的金属棒 ab ,金属棒与导轨接触 良好.N、 Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器 的输出端有三组副线圈,分别接电阻元件 R、电感元 件 L (电阻不为零)和电容元件 C .在水平金属导轨
R R
E = BLv sinθ 二、导体切割磁感线运动时 1、式中θ为导体运动速度v与磁感应强度B的夹角. 此式只适用于匀强磁场,若是非匀强磁场则要求L很短. 2、 v 恒定时,产生的E恒定; v发生变化时,求出的E是与v对应的瞬时值; v为某段时间的平均速度时,求出的E为该段时间内 的感应电动势的平均值. 3、导体平动切割时L用垂直于v 的有效长度; 转动切割时,速度v用切割部分的平均速度. 4、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速 转动时产生的最大电动势Em =nBSω, n是线圈匝数. 5、导体棒以端点为轴,在垂直于磁感应线的匀强磁场 中匀速转动时, E=1/2 Bωl 2 6、产生感应电动势的那部分导体相当电源,在解决具 体问题时导体可以看成电动势等于感应电动势、内 阻等于该导体内阻的等效电源.
高考物理法拉第电磁感应定律(大题培优)附答案
由楞次定律知该电流由 b 向 a 通过 R1。
(2)由 I q 得在 0 至 t1 时间内通过 R1 的电量为: t
q
It1
n B0r22t1 3Rt0
2.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由 均匀导线制成的单匝矩形线框 abcd,线框平面垂直于磁感线。线框以恒定的速度 v 沿垂直 磁场边界向左运动,运动中线框 dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长 ad=l,cd=2l,线 框导线的总电阻为 R,则线框离开磁场的过程中,求:
(1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒 MN 中的感应电动势 E; (2)在上述情景中,金属棒 MN 相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛 伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒 MN 中的感应电动势 E. (3)请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做 功.那么,金属棒 MN 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的
(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量 q; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q; (3)线框离开磁场过程中 cd 两点间的电势差 Ucd.
【答案】(1) q
2Bl 2 R
(2)
Q
4B2l3v R
(3) Ucd
4Blv 3
【解析】
【详解】
(1)线框离开磁场的过程中,则有:
E B 2lv
量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将机械能转化为等量的电能,在此过程中洛伦 兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用. 【点睛】 本题较难,要从电动势定义的角度上去求电动势的大小,并学会从微观的角度分析带电粒 子的受力及做功情况.
4.如图,水平面(纸面)内同距为 l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为 m、长度为 l 的
高考物理培优专题复习法拉第电磁感应定律练习题附答案解析
高考物理培优专题复习法拉第电磁感应定律练习题附答案解析一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。
纸面内有一正方形均匀金属线框abcd,其边长为L,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。
从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动,求:(1)拉力做功的功率P;(2)ab边产生的焦耳热Q.【答案】(1)P=222B L vR(2)Q=234B L vR【解析】【详解】(1)线圈中的感应电动势E=BLv 感应电流I=E R拉力大小等于安培力大小F=BIL 拉力的功率P=Fv=222 B L v R(2)线圈ab边电阻R ab=4R 运动时间t=L vab边产生的焦耳热Q=I2R ab t =23 4B L vR2.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd,线框平面垂直于磁感线。
线框以恒定的速度v沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长ad =l ,cd =2l ,线框导线的总电阻为R ,则线框离开磁场的过程中,求:(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ; (3)线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd . 【答案】(1)22Bl q R =(2) 234B l vQ R=(3)43cd Blv U =【解析】 【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有:2E B lv =E I R = q It =l t v=联立可得:22Bl q R=(2)线框中的产生的热量:2Q I Rt=解得:234B l vQ R=(3) cd 间的电压为:23cd U IR = 解得:43cd BlvU =3.如图所示,面积为0.2m 2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。
已知磁感应强度随时间变化的规律为B =(2+0.2t )T ,定值电阻R 1=6 Ω,线圈电阻R 2=4Ω求:(1)磁通量变化率,回路的感应电动势。
(word完整版)(强烈)高中物理选修32法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题(有详细答案).doc
飞行员教育法拉第电磁感应定律和伦茨定律的练习法律1在下图中,可以产生感应电流2至于电磁感应现象,正确的解释是下面语句中的一个是()A.当闭合线圈置于变化磁场中时必须是感应电流B.当通过闭合线圈的磁通量发生变化时,存在线圈中的感应电流C.当闭合线圈垂直于磁场移动时感应线在均匀磁场中,产生感应电流将生成当磁感应线的数量通过闭路变化,电路中有感应电流三。
一架飞机以最快的速度水平飞越北半球机身的长度是a和a之间的距离机翼的两端是B。
地磁的磁感应此空间中的字段强度的水平分量为B1,垂直分量为组件为B2。
假设飞行员是C,右翼的端点是D,那么两点之间的距离CD为0电位差u为A.U=b1vb,C点电位低于B点电位点D.u=b1vb,点C的电位高于D点的C.U=b2vb,C点的电位比C点的电位低点D.u=b2vb,C点的电位比D点的电位高4一个实验组使用了图中所示的实验装置验证伦茨定律的数字。
线圈穿过固定棒自上而下的磁铁在这个过程中,从上到下,诱导的方向线圈中的电流为A.先顺时针,然后逆时针B.先逆时针,然后顺时针c、总是顺时针的它总是逆时针的5如图所示,金属弯曲杆位于磁感应强度的位置和方向垂直于纸张表面并向内B类在均匀磁场中,当它移动到右边的速度很快,两点间电abbcLvac公司电位差为()A.B.罪恶BLvBLvθC.BLvcosθD.BLv(l+sinθ)6时变磁通量的Φ-t图像图中显示了一个线圈,感应电动势-1的最大来源是什么-飞行员教育①0-5s②5-10s③10-12s④12-15sA.①②B.②③C.③④D.④7如图所示,两个闭合线圈的匝数由同一根金属丝制成的B是20,半径ra=2rb,线圈周围是否有均匀磁场B、线圈a和B将产生感应电动势电压A:B和感应电流A:B之比两个线圈是是的,我是A.1:1,1:2B.1:1,1:1C.1:2,1:2D.1:2,1:一8在下列情况下,最大感应电动势是()9如果通过一个闭合线圈的磁通量2Ω的电阻每秒平均降低8WB,然后线圈中的感应电动势每小时增加8伏第二。
《楞次定律》习题课
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
则分析问题。
分析学生在解题中常见的问题和错误
要点一
问题
要点二
描述
学生在判断感应电流方向时,常常混淆楞次定律和右手定 则的适用条件,导致判断错误。
右手定则适用于判断导线切割磁感线时产生的感应电流方 向,而楞次定律适用于所有闭合导体在磁场中产生的感应 电流方向。学生在应用时容易混淆,需要加强理解和记忆 。
《楞次定律》习题课
目录
• 楞次定律的基本概念 • 楞次定律的习题解析 • 习题解答技巧与策略 • 典型例题解析 • 习题课总结与反思
01 楞次定律的基本概念
楞次定律的定义
楞次定律的定义
楞次定律的数学表达式
楞次定律是电磁学中的基本定律之一, 它指出感应电流的方向总是要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化。
03 习题解答技巧与策略
掌握基础知识,理解物理过程
总结词
理解物理过程是解题的关键,需要掌握楞次定律的基本概念和公式,理解其物理意义和应用场景。
详细描述
在解答习题时,首先要对题目涉及的物理过程进行深入分析,明确各物理量之间的关系。同时,要熟 练掌握楞次定律的基本公式和推导公式,理解其在不同情况下的应用。此外,还需要了解楞次定律的 适用范围和限制条件,以便正确运用该定律解决实际问题。
04 典型例题解析
考查楞次定律应用的例题解析
总结词
考查楞次定律的基本应用,包括判断感应电流的方向和感应 电动势的大小。
详细描述
这类题目通常会给出磁场的变化情况以及线圈的初始状态, 要求学生根据楞次定律判断感应电流的方向或感应电动势的 大小。解题时需要明确线圈的绕向和电流方向,正确应用楞 次定律进行判断。
楞次定律练习题及答案解析
楞次定律1.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是( )A .阻碍引起感应电流的磁通量B .与引起感应电流的磁场方向相反C .阻碍引起感应电流的磁通量的变化D .与引起感应电流的磁场方向相同2.如图所示,螺线管CD 的导线绕法不明,当磁铁AB 插入螺线管时,闭合电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管磁场极性的判断,正确的是( )A .C 端一定是N 极B .D 端一定是N 极C .C 端的极性一定与磁铁B 端的极性相同D .因螺线管的绕法不明,故无法判断极性3.如图所示,光滑U 形金属框架放在水平面内,上面放置一导体棒,有匀强磁场B 垂直框架所在平面,当B 发生变化时,发现导体棒向右运动,下列判断正确的是( )A .棒中电流从b →aB .棒中电流从a →bC .B 逐渐增大D .B 逐渐减小4.一金属圆环水平固定放置.现将一竖直的条形磁铁,在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放,在条形磁铁穿过圆环的过程中,条形磁铁与圆环( )A .始终相互吸引B .始终相互排斥C .先相互吸引,后相互排斥D .先相互排斥,后相互吸引5.如图所示装置,线圈M 与电源相连接,线圈N 与电流计G 相连接.如果线圈N 中产生的感应电流i 从a 到b 流过电流计,则这时正在进行的实验过程是( )A .滑动变阻器的滑动头P 向A 端移动B .滑动变阻器的滑动头P 向B 端移动C .开关S 突然断开D .铁芯插入线圈中【课堂训练】一、选择题1.如图4-3-14表示闭合电路中的一部分导体ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a 到b 的感应电流的是( )2.如图4-3-15所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd 在细长磁铁的N 极附近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈感应电流( )A .沿abcd 流动B .沿dcba 流动C .先沿abcd 流动,后沿dcba 流动D .先沿dcba 流动,后沿abcd 流动3.如图甲所示,长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中固定不动,长直导线中通以大小和方向随时间作周期性变化的电流i ,i -t 图象如图乙所示,规定图中箭头所指的方向为电流正方向,则在T 4~3T 4时间内,对于矩形线框中感应电流的方向,下列判断正确的是( )A .始终沿逆时针方向B .始终沿顺时针方向C .先沿逆时针方向然后沿顺时针方向D .先沿顺时针方向然后沿逆时针方向4.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中()A.感应电流方向是b→a B.感应电流方向是a→bC.感应电流方向先是b→a,后是a→b D.感应电流方向先是a→b,后是b→a5.如图所示,导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通.当导体棒AB向左移动时()A.AB中感应电流的方向为A到BB.AB中感应电流的方向为B到AC.CD向左移动D.CD向右移动6.如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行.当电键S接通瞬间,两铜环的运动情况是()A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,因电源正负未知,无法具体判断7.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,ab线圈将()A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向8.一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图4-3-21所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关.下列情况中,可观测到N向左运动的是()A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时9.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动10.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动.则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()先小于mg后大于mg,运动趋势向左A.FB. F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右二、非选择题11.如图,金属环A 用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧,若变阻器滑片P 向左移动,则金属环A 将向________(填“左”或“右”)运动,并有________(填“收缩”或“扩张”)趋势.12.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是实验探究过程的一部分.(1)如图4-3-25甲所示,当磁铁的N 极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道____________________________________________(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向________偏转;若将线圈A 抽出,此过程中电流表指针向________偏转(均选填“左”或“右”).答案详解1.解析:选C.根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,A 错、C 对;感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场反向,在磁通量减小时与原磁场同向,故B 、D 错.2.解析:选C.根据楞次定律的另一种表述:“感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因”,本题中螺线管中产生感应电流的原因是磁铁AB 的下降,为了阻碍该原因,感应电流的效果只能使磁铁与螺线管之间产生相斥的作用,即螺线管的C 端一定与磁铁的B 端极性相同,与螺线管的绕法无关.但因为磁铁AB 的N 、S 极性不明,所以螺线管CD 的两端极性也不能明确,所以A 、B 、D 错,C 对.3.解析:选BD.ab 棒是因“电”而“动”,所以ab 棒受到的安培力向右,由左手定则可知电流方向a →b ,故B 对,由楞次定律可知B 逐渐减小,D 对.4.解析:选D.当条形磁铁靠近圆环时,产生感应电流,感应电流在磁场中受到安培力的作用,由楞次定律可知,安培力总是“阻碍变化”,因此,条形磁铁靠近圆环时,受到排斥力;当磁铁穿过圆环远离圆环时,受到吸引力,D 正确.5.解析:选BC.开关S 闭合时线圈M 的磁场B M 的方向向上,由于副线圈中感应电流i 从a 到b 流过电流计,由安培定则可得N 线圈的磁场B N 的方向向上,即B M 和B N 方向相同,说明原磁场B M 减弱.能使磁场B M 减弱的有B 、C 选项.一.选择题1.解析:选A.由右手定则可判定A 中ab 中电流由a 向b ,B 中由b 向a ,C 中由b 向a ,D 中由b 向a ,故A 正确.2.解析:选A.线框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中,由Φ=B ⊥S 看出,因B ⊥变小,故Φ变小,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,向上穿过线框,由右手螺旋定则可知,线框中电流的方向为abcd .当线框从位置Ⅱ到位置Ⅲ时,由Φ=B ⊥S 看出,由于B ⊥变大,故Φ变大,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,即向上穿过线框,由右手螺旋定则可以判断,感应电流的方向为abcd .3. 解析:选B.在T 4~3T 4时间内,穿过线框的磁通量先向里减小后向外增加,由楞次定律可知感应电流的磁通量向里,故感应电流的方向始终沿顺时针方向,选B.4.解析:选C.由数学知识可知,金属棒下滑过程中,与坐标轴所围面积先增加后减小,穿过回路aOb的磁通量先增加后减小,根据楞次定律,感应电流方向先是b→a,后是a→b.5.解析:选AD.由右手定则可判断AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断CD受到向右的安培力作用而向右运动.6.解析:选A.当电路接通瞬间,穿过线圈的磁通量在增加,使得穿过两侧铜环的磁通量都在增加,由楞次定律可知,两环中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反,即受到线圈磁场的排斥作用,使两铜环分别向外侧移动,选项A正确.7.解析:选B.当P向右滑动时,电路中的总电阻是减小的,因此通过线圈的电流增加,电磁铁两磁极间的磁场增强,穿过ab线圈的磁通量增加,线圈中有感应电流,线圈受磁场力作用发生转动.直接使用楞次定律中的“阻碍”,线圈中的感应电流将阻碍原磁通量的增加,线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积,来阻碍原磁通量的增加,只有逆时针转动才会减小有效面积,以阻碍磁通量的增加.故选项B正确.8. 解析:选C.由楞次定律及左手定则可知:只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,则N受排斥而向右,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减弱,则N受吸引而向左.故C选项正确.9.解析:选BC.欲使N产生顺时针方向的感应电流,则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大.因此,对于前者,应使ab减速向右运动;对于后者,则应使ab加速向左运动.故应选BC.(注意匀速运动只能产生恒定电流;匀变速运动产生均匀变化的电流.10.解析:选D.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流,后产生顺时针方向的感应电流,线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动,故靠近时磁铁与线圈相互排斥,线圈受排斥力向右下方,F N大于mg,线圈有水平向右运动的趋势;离开时磁铁与线圈相互吸引,线圈受到吸引力向右上方,F N小于mg,线圈有水平向右运动的趋势.所以正确选项是D.二、非选择题11.解析:P向左移动,螺线管中的电流增大,环中磁通量增大,由楞次定律“阻碍”的含义可知,环向左移动,且有收缩趋势.答案:左收缩12.解析:(1)电流表没有电流通过时,指针在中央位置,要探究线圈中电流的方向,必须知道电流从正(负)接线柱流入时,指针的偏转方向.(2)闭合开关时,线圈A中的磁场增强,线圈B中产生的感应电流使电流表向右偏,则当左移滑片时,会使线圈A中的磁场增强,电流表指针将向右偏;当线圈A抽出,在线圈B 处的磁场减弱,线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏.答案:(1)电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向(2)右左。
高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题
高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题1.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ,以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若感应电动势分别为E a 、E b ,则E a ∶E b 为( )A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶1 答案:B解析:线框切割磁感线时的感应电动势为E =BLv ,解得E a ∶E b =1∶2,B 正确.2.[2024·湖北省名校联盟联考]今年11月底,襄阳三中举行了秋季运动会,其中“旋风跑”团体运动项目很受学生欢迎.如图是比赛过程的简化模型,一名学生站在O 点,手握在金属杆的一端A 点,其他四名学生推着金属杆AB ,顺时针(俯视)绕O 点以角速度ω匀速转动.已知OA =l ,AB =L 运动场地附近空间的地磁场可看作匀强磁场,其水平分量为B x ,竖直分量为B y ,则此时( )A .A 点电势高于B 点电势B .AB 两点电压大小为B y ω(L 2+2lL )2C .AB 两点电压大小为B y ω(L +l )22D .AB 两点电压大小为B x ωL(L +l) 答案:B解析:地磁场在北半球的磁感应强度斜向下,其竖直分量B y 竖直向下,则金属杆切割B y 产生动生电动势,由右手定则可知电源内部的电流从A 点到B 点,即B 点为电源的正极,故A 点电势低于B 点电势,A 错误;动生电动势的大小为E =Bl v -,解得U BA =B y L ω(L +l )+ωl 2 =B y Lω(L +2l )2,B 正确,C 、D 错误.3.(多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示,图(b )为磁铁和线圈部分的右视图,线圈与一电容器的两端相连.当人对着纸盆说话,纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号.已知线圈有n 匝,线圈半径为r ,线圈所在位置的磁感应强度大小为B ,则下列说法正确的是( )A.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势高B.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势低C.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nrBvD.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nπrBv答案:BD解析:根据右手定则,可知上极板带负电,下极板带正电,因此下极板电势更高,A项错误,B项正确;每匝有效切割长度为2πr,则E=2πnBvr,C项错误,D项正确.4.如图所示,一根弧长为L的半圆形硬导体棒AB在水平拉力F作用下,以速度v0在竖直平面内的U形框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路中除电阻R外,其余电阻均不计,U形框左端与平行板电容器相连,质量为m的带电油滴静止于电容器两极板中央,半圆形硬导体棒AB始终与U形框接触良好.则以下判断正确的是()A.油滴所带电荷量为mgdBLv0B.电流自上而下流过电阻RC.A、B间的电势差U AB=BLv0D.其他条件不变,使电容器两极板距离减小,电容器所带电荷量将增加,油滴将向下运动答案:B解析:由右手定则可知,导体棒中电流方向从B到A,电流自上而下流过电阻R,故B正确;弧长为L的半圆形硬导体棒切割磁感线的有效长度D=2Lπ,则A、B间的电势差为U AB=2BLv0π,C错误;油滴受力平衡可得qE=mg,E=U ABd,则油滴所带电荷量为q=πmgd2BLv0,A错误;其他条件不变,使电容器两极板距离减小,由C=εS4πkd知电容器的电容变大,又由Q=UC可知,电容器所带电荷量将增加,电场力变大,油滴将向上运动,故D错误.5.(多选)如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是l ,电阻都是R ,其余电阻不计.框架以速度v 匀速平动地穿过磁感应强度为B 的匀强磁场,设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时,ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3,则下列判断结果正确的是( )A .U 1=13 Blv B .U 2=2U 1C .U 3=0D .U 1=U 2=U 3 答案:AB解析:当ab 边进入磁场时I =E R +R 2=2Blv 3R ,则U 1=E -IR =13Blv ;当cd 边也进入磁场时I =E R +R 2 =2Blv 3R ,则U 2=E -I R 2 =23 Blv ,三条边都进入磁场时U 3=Blv ,A 、B 正确.6.[2024·湖北省武汉市月考](多选)如图所示,电阻不计的平行长直金属导轨水平放置,间距L =1 m .导轨左右端分别接有阻值R 1=R 2=4 Ω的电阻.电阻r =2 Ω的导体棒MN 垂直放置在导轨上,且接触良好,导轨所在区域内有方向竖直向的匀强磁场,大小为B =2 T .在外力作用下棒沿导轨向左以速度v =2 m /s 做匀速直线运动,外力的功率为P ,MN 两端的电势差为U MN ,则以下说法正确的是( )A .U MN =4 VB .U MN =2 VC .P =16 WD .P =4 W 答案:BD解析:棒产生的感应电动势大小为E =BLv =4 V ,外电阻是R 1和R 2并联总电阻为R =2 Ω,MN 两端的电势差为U MN =R R +r E =2 V ,A 错误,B 正确;回路电流为I =ER +r =1 A ,电路总功率为P 总=EI =4 W ,由能量守恒可知外力的功率和电路总功率相同,有P =4 W ,C 错误,D 正确.7.[2024·吉林省长春市模拟]在如图甲所示的电路中,电阻R 1=R 2=R ,圆形金属线圈半径为r 1,线圈导线的电阻也为R ,半径为r 2(r 2<r 1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0,其余导线的电阻不计.闭合开关S ,至t =0的计时时刻,电路中的电流已经稳定,下列说法正确的是( )A .线圈中产生的感应电动势大小为B 0πr 21t 0B .t 0时间内流过R 1的电量为B 0πr 22RC .电容器下极板带负电D .稳定后电容器两端电压的大小为B 0πr 223t 0答案:D解析:由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E =ΔΦΔt =ΔB Δt S =πr 22 B 0t 0,A 错误;由闭合电路欧姆定律得感应电流为I =E R +R 1+R 2 =πr 22 B 03Rt 0 ,t 0时间内流过R 1的电量为q =It 0=πr 22 B 03R,B 错误;由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向,金属线圈相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极,则电容器的下极板带正电,上极板带负电,C 错误;稳定后电容器两端电压的大小为U =IR 1=B 0πr 223t 0,D 正确.8.(多选)如图所示,长为a ,宽为b ,匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中,线圈总电阻为R ,线圈固定不动.当t =0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示,则( )A .线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B .回路中感应电动势恒为nB 0ab2t 0C .0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为nB 0abRD .t =0时刻,线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b2t 0R答案:BC解析:由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小,再垂直纸面向里增大,根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向,A 错误;根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt =nabB 02t 0 ,根据闭合电路欧姆定律可得,线圈中电流大小为I =E R =nabB 02Rt 0 ,t =0时刻,线圈受到的安培力大小为F =nB 0I·a =n 2a 2bB 202Rt 0 ,B 正确,D 错误;0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为q =I·2t 0=nabB 0R,C 正确.9.如图所示,足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定,电流I 恒定不变.将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出,此后关于金属环在水平面内运动的分析,下列判断中正确的是( )A .金属环做直线运动,速度先减小后增大B .金属环做曲线运动,速度一直减小至0后静止C .金属环最终做匀速直线运动,运动方向与直导线平行D .金属环最终做匀变速直线运动,运动方向与直导线垂直 答案:C解析:金属环周围有环形的磁场,金属环向右运动,磁通量减小,根据“来拒去留”可知,所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线,即安培力垂直直导线向左,与运动方向并非相反,故金属环做曲线运动,安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,只剩沿导线方向的速度,然后磁通量不变,无感应电流,水平方向不受外力作用,故最终做匀速直线运动,方向与直导线平行,故金属环先做曲线运动后做直线运动,C 项正确.10.[2024·云南省昆明市模拟]如图甲所示,一匝数N =200的闭合圆形线圈放置在匀强磁场中,磁场垂直于线圈平面.线圈的面积为S =0.5 m 2,电阻r =4 Ω.设垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度B 随时间的变化图像如图乙所示.求:(1)2 s 时感应电流的方向和线圈内感应电动势的大小; (2)在3~9 s 内通过线圈的电荷量q 、线圈产生的焦耳热Q. 答案:(1)逆时针,E 1=20 V (2)q =15 C ,Q =150 J解析:(1)由楞次定律知,0~3 s 感应电流磁场垂直纸面向外,感应电流方向为逆时针方向;感应电动势为E 1=N ΔΦ1Δt 1 =N ΔB 1·S Δt 1结合图像并代入数据解得E 1=20 V(2)同理可得3 s ~9 s 内有感应电动势E 2=N ΔΦ2Δt 2 =N ΔB 2·SΔt 2感应电流I 2=E 2r电荷量q =I 2Δt 2 代入数据解得q =15 C 线圈产生的焦耳热Q =I 22 r Δt 2 代入数据得Q =150 J。
高考物理 法拉第电磁感应定律 培优练习(含答案)及答案解析
高考物理 法拉第电磁感应定律 培优练习(含答案)及答案解析一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示,两根足够长的水平放置的平行的光滑金属导轨,导轨电阻不计,间距为L ,导轨间电阻为R 。
PQ 右侧区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B ;PQ 左侧区域两导轨间有一面积为S 的圆形磁场区,该区域内磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示,取垂直纸面向外为正方向,图象中B 0和t 0都为已知量。
一根电阻为r 、质量为m 的导体棒置于导轨上,0〜t 0时间内导体棒在水平外力作用下处于静止状态,t 0时刻立即撤掉外力,同时给导体棒瞬时冲量,此后导体棒向右做匀速直线运动,且始终与导轨保持良好接触。
求:(1)0~t 0时间内导体棒ab 所受水平外力的大小及方向 (2)t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小 【答案】(1) ()00=BB SL t F R r + 水平向左 (2) 00mB SBLt【解析】 【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得 :010B SBS E t t t ∆Φ∆===∆∆ 所以此时回路中的电流为:()100B S E I R r R r t ==++ 根据右手螺旋定则知电流方向为a 到b.因为导体棒在水平外力作用下处于静止状态,故外力等于此时的安培力,即:()00==BB SLF F BIL R t r =+安由左手定则知安培力方向向右,故水平外力方向向左. (2)导体棒做匀速直线运动,切割磁感线产生电动势为:2E BLv =由题意知:12E E =所以联立解得:00BSv BLt =所以根据动量定理知t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小为:000mB SI mv BLt =-=答:(1)0~t 0时间内导体棒ab 所受水平外力为()00=BB SLt F R r +,方向水平向左.(2)t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小00mB SBLt2.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n =100,线圈面积S =200cm 2,线圈的电阻r =1Ω,线圈外接一个阻值R =4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高三物理二轮 专题7 电磁感应和电路 第1课时:楞次定律和法拉第电磁感应定律——练1、【石景山区2016届第一学期期末考试试卷】如图8所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。
当磁铁向下运动(但未插入线圈内部)时,线圈中A .没有感应电流B .感应电流的方向与图中箭头方向相反C .感应电流的方向与图中箭头方向相同D .感应电流的方向不能确定 【答案】C【解析】当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量在增大,故线圈中会产生感应电流,选项A 错误;由楞次定律可知,线圈中产生的磁场方向向上,故感应电流的方向与箭头的方向相同,选项B 错误,C 正确。
考点:感应电流。
2、【北京市西城区2016届高三第一学期期末试卷物理试题】如图所示为一台小型发电机示意图,磁场为水平方向。
当线圈转到如图所示的水平位置时,下列判断正确的是A .通过线圈的磁通量最大B .通过线圈的磁通量为零C .线圈中产生的电动势最大D .线圈中产生的电动势为零 【答案】BC 【解析】v考点:磁通量,感应电动势。
3、【北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷】从1822年至1831年的近十年时间里,英国科学家法拉第心系“磁生电”。
在他的研究过程中有两个重要环节:(1)敏锐地觉察并提出“磁生电”的闪光思想;(2)通过大量实验,将“磁生电”(产生感应电流)的情况概括为五种:变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。
结合你学过的相关知识,试判断下列说法正确的是A.环节(1)提出“磁生电”思想是受到了麦克斯韦电磁场理论的启发B.环节(1)提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释C.环节(2)中五种“磁生电”的条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”D.环节(2)中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”这一条件【答案】C【解析】考点:电场感应现象4、【丰台区2014—2015学年度第一学期期末练习高三物理】如图所示,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m),铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。
则悬挂磁铁的绳子中拉力F随时间t变化的图像可能是()【答案】B【解析】当线圈从N极上方下落时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍其磁通量的增加,故线圈和磁铁有斥力作用,此时细线的拉力大于其重力;同理当线圈从S极上方下落时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍其磁通量的减小,故线圈和磁铁有引力作用,此时细线的拉力大于其重力;故图线B正确。
考点:楞次定律.5、【2014•北京市昌平区二模】物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量。
如图4所示,探测线圈与冲击电流计○G串联后可用来测定磁场的磁感应强度。
已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。
若将线圈放在被测匀强磁场中,开始时线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,“冲击电流计”测出通过线圈导线的电荷量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为()6、【2013•北京市顺义区高三二模】如图所示,铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上,一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落,然后从管内下落到水平桌面上。
已知磁铁下落过程中不与管壁接触,不计空气阻力,下列判断正确的是A.磁铁在整个下落过程中机械能守恒B.磁铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量C.磁铁在整个下落过程中做自由落体运动D.磁铁在整个下落过程中,铝管对桌面的压力小于铝管的重力铁在整个下落过程中动能的增加量小于重力势能的减少量。
选项B正确。
考点:电磁感应现象及牛顿定律。
7、【北京市西城区2016届高三第一学期期末试卷物理试题】如图所示,光滑绝缘的水平面上,一个边长为L的正方形金属框,在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域。
磁场区域的宽度为d(d >L)。
已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。
则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,下列分析正确的是A.线框中产生的感应电流方向相反B.所受的安培力方向相反C.两过程所用时间相等D.进入磁场的过程中线框产生的热量较少【答案】AD【解析】考点:电磁感应。
【名师点晴】线圈进入磁场时,线圈的一个边要切割磁感线,故闭合线圈要产生感应电流,电流在磁场中又要受到安培力的作用,而线圈在磁场中能够加速度为0,说明拉力与安培力的大小是相等的,故线圈会匀速进入磁场。
8、【北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷】下图中有A、B两个线圈。
线圈B连接一电阻R,要使流过电阻R的电流大小恒定,且方向由c点流经电阻R到d点。
设线圈A中电流i从a点流入线圈的方向为正方向,则线圈A中的电流随时间变化的图象是【答案】A【解析】要让线圈B中产生感应电流,A中的电流应发生变化,因此CD错误;若A中的电流由a流入,且越来越小,则根据右手螺旋定则可知穿过B的磁通量向左,且越来越小,根据楞次定律,B中产生感应电流的磁场与A中和磁场方向相同,因此可知B中的电流由d点流经电阻R到c点,B错误,同样若电流从b点流入,且电流越来越小,根据楞次定律,B中电流从c点流经电阻R到d点,A正确。
考点:楞次定律9、【2014•北京市东城区高三第二学期综合练习】如图甲所示,质量为2kg的绝缘板静止在粗糙水平地面上,质量为1kg、边长为1m、电阻为0.1Ω的正方形金属框ABCD位于绝缘板上,E、F分别为BC、AD 的中点。
某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB边恰在磁场边缘以外;FECD区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B2=0.5T,CD边恰在磁场边缘以内。
假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g=10m/s2。
则A.金属框中产生的感应电动势大小为1VB.金属框受到向左的安培力大小为1NC.金属框中的感应电流方向沿ADCB方向D.如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,则金属框可以在绝缘板上保持静止10、【2015届高三北京市石景山区一模物理试题】(16分)如图所示,由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上,线框边长为L,其中ab段的电阻为R。
在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向下。
线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域,线框始终与磁场方向垂直且无转动。
求:(1)在线框的cd边刚进入磁场时,bc边两端的电压U bc;(2)为维持线框匀速运动,水平拉力的大小F;(3)在线框通过磁场的整个过程中,bc 边金属导线上产生的热量Q bc 。
【答案】(1)BLv U bc 41=(2)R v L B F 422=(3)R v L B Q bc 832= 【解析】考点:本题考查电磁感应规律的综合应用11、【北京市西城区2014—2015学年度第一学期期末试卷】(13分)如图,在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内,相距为L 。
一质量为m 的导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上,与轨道接触良好。
轨道和导体棒的电阻均不计。
(1)如图1,若轨道左端MP 间接一阻值为R 的电阻,导体棒在拉力F 的作用下以速度v 沿轨道做匀速运动。
请通过公式推导证明:在任意一段时间Δt 内,拉力F 所做的功与电路获取的电能相等。
(2)如图2,若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。
闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到最大速度v m,求此时电源的输出功率。
(3)如图3,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C,导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。
电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示,已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。
求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。
【答案】(1)见解析(2)222m mEBLv B L vPr-=(3)1111BLtmUtBLCUF+=【解析】(2)导体棒达到最大速度v m时,棒中没有电流。
电源的路端电压 m BLv U = 【1分】 电源与电阻所在回路的电流 rUE I -=【1分】 电源的输出功率 rv L B EBLv UI P 2m22m -== 【1分】(3)感应电动势与电容器两极板间的电势差相等 U BLv = 由电容器的U -t 图可知 t t U U 11=【1分】 导体棒的速度随时间变化的关系为 t BLt U v 11=【1分】 可知导体棒做匀加速直线运动,其加速度 11BLt U a = 【1分】错误!未找到引用源。
由U QC =,tQ I =,则 11t CU t CU I == 【1分】 由牛顿第二定律 ma BIL F =- 【1分】 可得:1111BLt mU t BLCU F +=【1分】 考点:法拉第电磁感应定律12、【北京市东城区2015届高三上学期期末教学统一检测物理试题】(14分)如图1所示,载流导体薄板处在垂直于电流方向的磁场中时,在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差,称为霍尔电压U H ,这种现象称为霍尔效应。
设图1中通过导体的电流为I s ,垂直于薄板表面的磁场磁感应强度为B ,自由电荷电荷量为q ,单位体积内自由电荷的数量为n ,薄板的厚度为d ,宽度为b(1)选用上述各量表示霍尔电压U H 的值;(2)技术上应用霍尔效应可以测量未知磁场的磁感应强度,这样的仪器叫做磁强计。
a .请在上问的基础上从原理上说明如何利用霍尔效应测量磁感应强度?b.当待测磁场发生一很小变化时,测量仪器显示的值变化越大,就称其越灵敏。
简要说明如何提高上述测量的灵敏程度?(3)在一个很小的半导体薄片上,制作四个电极,就成了一个霍尔元件,图2所示的就是一种霍尔元件,将其与电压放大电路等辅助装置连接起来,就可以测量磁场的分布情况。
当霍尔元件垂直轴线置于图3第20题图1第20题图2第20题图3所示通电螺线管的正中央位置时,测得霍尔电压U H =72.0mV 。
已知正中央位置的磁感应强度B =2.4mT ,图4为根据沿轴线逐点测量的实验结果绘制的图线,在靠近轴线的区域各处的磁感应强度都和轴线处相差不多。
技术上还常用测量通过小线圈的电荷量的方法探测磁场。
若有匝数N =10,直径D =1cm ,电阻R =1Ω的圆形线圈与可显示通过其电荷量的仪器相连,把它放在轴线上x =15cm 处,然后急速地把它移到磁场外面,运动过程中保持线圈平面与轴线垂直,计算此过程通过它的电荷量。