法拉第电磁感应定律典型计算题例题

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专题23 法拉第电磁感应定律——历年高考物理真题精选之黄金30题(解析版)

专题23   法拉第电磁感应定律——历年高考物理真题精选之黄金30题(解析版)

历年高考物理真题精选之黄金30题专题23 法拉第电磁感应定律一、单选题1.(2020·浙江·高考真题)如图所示,固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

长为l 的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO '上,随轴以角速度ω匀速转动。

在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C 、板间距为d 的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。

已知重力加速度为g ,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( )A .棒产生的电动势为212Bl ω B .微粒的电荷量与质量之比为22gdBr ωC .电阻消耗的电功率为242B r RπωD .电容器所带的电荷量为2CBr ω【答案】 B 【解析】A .如图所示,金属棒绕OO '轴切割磁感线转动,棒产生的电动势21=22r E Br Br ωω=⋅A 错误;B .电容器两极板间电压等于电源电动势E ,带电微粒在两极板间处于静止状态,则Eq mg d =即22212q dg dg dg m E Br Br ωω===B 正确;C .电阻消耗的功率22424E B r P R R ω==C 错误;D .电容器所带的电荷量22CBr Q CE ω==D 错误。

故选B 。

2.(2015·全国全国·高考真题)如图,直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中,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 ﹣a【答案】 C 【解析】因为当金属框绕轴转运时,穿过线圈abc 的磁通量始终为0,故线圈中无感应电流产生,选项BD 错误;但对于bc 与ac 边而言,由于bc 边切割磁感线,故bc 边会产生感应电动势,由右手定则可知,c 点的电势要大于b 点的电势,故U bc 是负值,且大小等于Bl×=Bl 2ω,故选项C 正确;对于导体ac 而言,由右手定则可知,c点的电势大于a 点的电势,故选项A 错误,所以选项C 是正确的.3.(2014·江苏·高考真题)如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在t ∆时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀的增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A .22Ba t ∆B .22nBa t ∆ C .2nBa t ∆D .22nBa t ∆【答案】 B 【解析】在此过程中,线圈中的磁通量改变量大小22222B B a Ba t ϕ-∆=⨯=∆,根据法拉第电磁感应定律22ϕ∆∆===∆∆∆B nBa E n n S t t t ,B 正确; B E nn S t t ϕ∆∆==∆∆,知道S 是有效面积,即有磁通量的线圈的面积.4. (2008·全国·高考真题)矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。

法拉第电磁感应定律典型例题

法拉第电磁感应定律典型例题

A B C D 法拉第电磁感应定律典型例题一、平均电动势的应用、与瞬时电动势的区别(求通过电路的电荷量)1. 如右图所示,线圈M 和线圈P 绕在同一铁芯上。

设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正。

当M 中通入下列哪种电流时,在线圈P 中能产生正方向的恒定感应电流2. 如图中(a),圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图4—4(b)所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为N ,则不成立是 ( )A.t 1时刻N >GB.t 2时刻N >GC.t 3时刻N <GD.t 4时刻N =G3.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M 相接,如图所示,导轨上放一根导线ab ,磁感线垂直导轨所在的平面,欲使M 所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 ( )A .匀速向右运动B .加速向右运动C .减速向右运动D .加速向左运动4、如左图所示,一矩形线圈置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化的规律如右图所示.则线圈产生的感应电动势的情况为:( )A 、0时刻电动势最大B 、0时刻电动势为零C 、1t 时刻电动势为0D 、1t ~2t 时间内电动势增大5.如图17-20所示,边长为a 的正方形闭合线框ABCD 在匀强磁场中绕AB 边匀速转动,磁感应强度为B ,初始时刻线框所在平面与磁感线垂直,经过t 时刻后转过120°角,求:(1)线框内感应电动势在t 时间内的平均值(2)转过120°角时感应电动势的瞬时值(3)设线框电阻为R,则这一过程中通过线框截面的电量 二、等效长度的应用1.如图17-17所示中PQRS 为一正方形线圈,它以恒定的速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线圈平面,MN 与线圈边成45°角,E 、F 分别为PS 、PQ 的中点,关于线圈中感应电流的大小,下面判断正确的是A .当E 点经过MN 时,线圈中感应电流最大B .当P 点经过MN 时,线圈中感应电流最大C .当F 点经过MN 时,线圈中感应电流最大D .当Q 点经过MN 时,线圈中感应电流最大三、旋转切割磁感线1.竖直平面内有一金属环,半径为a ,总电阻为R .磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R /2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下(如图).当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )A.2BavB.BavC.2Bav /3D.Bav /3三、图像问题1. 图6中A 是一底边宽为L 的闭合线框,其电阻为R 。

(完整版)法拉第电磁感应定律的例题

(完整版)法拉第电磁感应定律的例题

法拉第电磁感应定律的例题【例1】如图所示,磁感强度B=1.2T的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aob,导轨平面垂直磁场方向。

一条直线MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好。

当MN以v=4m/s从导轨O点开始向右平动时,若所有导线单位长度的电阻r=0.1Ω/m。

求:(1)经过时间t后,闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值;(2)闭合回路中的电流大小和方向。

【分析】磁场B与平动速度v保持不变,但MN切割磁感线有效【解答】 (1)设运动时间为t后,在ob上移动S=vt=4t,MN的回路总电阻R=Lr=10.9t×0.1=1.09t【说明】 (1)本题切割的有效长度是时间的函数,所以电动势的平均值、即时值与有效长度的平均值、即时值有关(2)解这一类有效长度随时间变化的问题,关键是找到有效长度与时间的函数关系。

【例2】如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,长L电阻R0的裸电阻丝cd在宽L的平行金属轨道上向右滑行,速度为v。

已知R1=R2=R0,其余电阻忽略不计,求电键K闭合与断开时,M、N两点的电势差U MN。

【分析】 cd在磁场中做切割磁感线的运动,这部分电路是电源,你知道电键K 断开和闭合,U cd有什么不同吗?电键K断开时,电路abcd不闭合,只产生感应电动势,而没有感应电流,N、c、b等势,M、a、d等势,U MN=U dc=E;电键K闭合时,电路中有感应电流,此时U MN=U dc为路端电压。

【解答】ε=BLvK断开时,U MN=U dc=ε=BLv【说明】 1、不要以为切割磁感线导体两端电压都等于感应电动势,通过此题想想在什么情况下,两端电压不等于电动势的值。

2、cd部分是电源,在电源内部,电流方向是从低电势流向高电势(规定为电动势的方向),所以U MN=U dc为正值。

【例3】如图所示,小灯泡的规格为“2V、4W”,接在光滑水平导轨上,轨距0.1m,电阻不计。

法拉第电磁感应定律 典例与练习

法拉第电磁感应定律 典例与练习

法拉第电磁感应定律典例与练习【典型例题】类型一、法拉第电磁感应定律的应用例1、(2015 安徽) 如图所示,abcd为水平放置的平行“匚”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sinBlvθB.电路中感应电流的大小为sinBvrθC.金属杆所受安培力的大小为2sinlvrBθD.金属杆的热功率为22sinlrvBθ【答案】B【解析】导体棒切割磁力线产生感应电动势E=Blv,故A错误;感应电流的大小sinsinE BvIl rrθθ==,故B正确;所受的安培力为2sinl B lvF BIrθ==,故C错误;金属杆的热功率222sinsinl B vQ I rrθθ==,故D错误。

【考点】考查电磁感应知识。

举一反三【变式】如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距L=0.50 m,左端接一电阻R =0. 20n,磁感应强度B=0.40 T,方向垂直于导轨平面的匀强磁场,导体棒a b垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当a b以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:(1)a b棒中感应电动势的大小,并指出a、b哪端电势高?(2)回路中感应电流的大小;(3)维持a b 棒做匀速运动的水平外力F 的大小。

【答案】(1)0.8V ;a 端电势高;(2)4.0A ;(3)0. 8 N 。

【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律,a b 棒中的感应电动势为0.40.5 4.00.8E BLv V V ==⨯⨯= 根据右手定则可判定感应电动势的方向由b a →,所以a 端电势高。

(2)导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,感应电流大小为 0.8 4.00.2E I A A R === (3)由于a b 棒受安培力,棒做匀速运动,故外力等于安培力 4.00.50.40.8F BIL N N ==⨯⨯=, 故外力的大小为0. 8 N 。

法拉第电磁感应专题大题

法拉第电磁感应专题大题

法拉第电磁感应定律专题1.如图所示,宽度L二的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=Q的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=.—根质量m=10g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨始终接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒使其沿导轨向右匀速运动,速度v=s,在运动过程中始终保持导体棒与导轨垂直。

求:(1)在闭合回路中产生感应电流I的大小;(2)作用在导体棒上拉力F的大小;(3)当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个过程中电阻R上产生的热量Q。

X X 乂MX XXXQ, R2=6Q,整个装置放在磁感应强度为B=的匀强磁场中,磁场方向垂直与整个导轨平面,现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动.求:(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向,(2)导体棒AB两端的电压U.3.如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内。

一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计,导体棒与圆形导轨接触良好。

求:(1)在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值;(2)MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量;(3)当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多大2.如图所示,两个光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)相距L=50cm,导体棒AB的电阻为r=1 Q,且可以在光滑金属导轨上滑动,定值电阻R1=3 4•如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=,电阻R=Q,导轨上停放一质量m =、电阻r =Q的金属杆, 导轨X X n n XXX FX X X [x X XXXX X i/ X X X电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示。

法拉第电磁感应定律(专题训练)

法拉第电磁感应定律(专题训练)

法拉第电磁感应定律一:感应电流(电动势)产生的条件(1)感应电流产生条件:(2)感应电动势产生条件:1.关于电磁感应,下列说法正确的是()A. 线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大B. 在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流产生C. 闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生D. 磁感应强度与导体棒及其运动方向相互垂直时,可以用右手定则判断感应电流的方向2.图中能产生感应电流的是()A. B. C. D.3.如图所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近(但不重叠)的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。

不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中()A. 线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B. 线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针C. 线框减少的重力势能全部转化为电能D. 线框受到的安培力方向始终竖直向上4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一根金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。

在下列各过程中,一定能在闭合回路中产生感应电流的是()A. ab向右运动,同时使θ角增大(0<θ<90°)B. 磁感应强度B减小,同时使θ角减小C. ab向左运动,同时减小磁感应强度BD. ab向右运动,同时增大磁感应强度B和角θ(0<θ<90°)5.如图所示,有一矩形闭合导体线圈,在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中回路能产生感应电动势的是()A. 水平运动B. 水平运动C. 绕轴转动D. 绕轴转动二:楞次定律(右手定则)内容:6.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动。

金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面。

高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附答案解析

高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附答案解析
(1)棒进入磁场时受到的安培力F;
(2)在0~4s时间内通过电阻R的电荷量q;
(3)在0~5s时间内金属棒ab产生的焦耳热Q。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)棒进入磁场之前对ab受力分析由牛顿第二定律得
由匀变速直线位移与时间关系
则由匀变速直线运动速度与时间 Nhomakorabea系得金属棒受到的安培力
(2)由上知,棒进人磁场时 ,则金属棒作匀速运动,匀速运动时间
F安=BLI
根据闭合电路欧姆定律有:
I=
联立解得解得F安=4 N
所以克服安培力做功:
而Q=W安,故该过程中产生的焦耳热Q=3.2 J
(3)设线框出磁场区域的速度大小为v1,则根据运动学关系有:
而根据牛顿运动定律可知:
联立整理得:
(M+m)( -v2)=(M-m)g·2L
线框穿过磁场区域过程中,力F和安培力都是变力,根据动能定理有:
【答案】(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J
【解析】
【详解】
(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动,产生的感应电动势为:
因为e、b两点间作为等效电源,则e、b两点间的电势差为外电压:
Ueb= E=1.2 V.
(2)线框进入磁场后立即做匀速运动,并匀速穿过磁场区,线框受安培力:
对棒2: 安
解得:
(2)对棒1和2的系统,动量守恒,则最后稳定时:
解得:
(3)对棒2,由动量定理: ,其中
解得:
(4)由 、 、
联立解得:

解得:
则稳定后两棒的距离:
8.如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成 =30角,上端连接 的电阻.质量为m=0.2kg、阻值 的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.

法拉第电磁感应定律--典型例题-贾强制作

法拉第电磁感应定律--典型例题-贾强制作

典型例题分析:感生电动势考点及习题1、今将磁铁缓慢或者迅速地插入一闭合线圈中,试对比在上述两个过程中,不发生变化的物理量是( ) A .磁通量的变化率 B .磁通量的变化量C .消耗的机械能D .流过线圈导线截面的电量2、穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb ,则( ): A.线圈中感应电动势每秒钟增加2V B.线圈中感应电动势每秒钟减少2V C.线圈中无感应电动势 D.线圈中感应电动势保持不变3、在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm 2。

螺线管导线电阻r = 1.0Ω,R 1 = 4.0Ω,R 2 = 5.0Ω,C =30μF 。

在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化。

求:(1)求螺线管中产生的感应电动势;(2)闭合S ,电路中的电流稳定后,求电阻R 1的电功率; (3)闭合S ,电路中的电流稳定后,1s 内通过导体横截面电荷量; (4)S 断开后,求流经R 2的电量。

4线圈所围的面积为0.1m 2,线圈电阻为1Ω.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向,如图(1)所示.磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图(2)所示.则以下说法正确的是 A.在时间0~5s 内,I 的最大值为0.01A B.在第4s 时刻,I 的方向为逆时针C.前2 s 内,通过线圈某截面的总电量为0.01C D.第3s 内,线圈的发热功率最大1:如图所示,导线AB 可在平行导轨MN 上滑动,接触良好,轨道电阻不计电流计中有如图所示方向感应电流通过时,AB 的运动情况是:( ) A 、向右加速运动; B 、向右减速运动; C 、向右匀速运动; D 、向左减速运动。

2如图所示,在磁感应强度B =0.2T 的匀强磁场中,长为0.5m 的导体AB 搭在金属框架上,以10m /s 的速度向右滑动,Ω20=R =R 21,导体AB 电阻为r =10Ω,其他电阻不计; 1:现况中能否产生感应电流,如果能产生,如何判断感应电流的方向? 2:流过AB 的电流为多少? 3:AB 两点之间的电势差? 4:外力F 的大小?5:导体棒AB 的功率?AB 棒上的热功率?AB 棒的效率?2图甲 图乙 t /s 图(2)t OAt O B t O C tO D 3粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )法拉第电磁感应现象中的图像问题1如图,在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d (d >L )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。

电磁感应定律习题含答案

电磁感应定律习题含答案

法拉第电磁感应定律练习题1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是[ ] A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流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.与x轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1),一根长l的金属棒在此磁场中运动时始终与z轴平行,以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv的电动势[ ]A.以2v速率向+x轴方向运动B.以速率v垂直磁场方向运动4.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3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时间内平均感电动势为0.4V5.一个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.将线圈匝数增加一倍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6.如图4所示,圆环a与圆环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环单独置于磁场中与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∶1B.1∶4C.2∶1D.1∶28.如图5所示,相距为l,在足够长度的两条光滑平行导轨上,平行放置着质量与电阻均相同的两根滑杆ab与cd,导轨的电阻不计,磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下,开始时,ab与cd都处于静止状态,现ab杆上作用一个水平方向的恒力F,下列说法中正确的是[ ]A.cd向左运动B.cd向右运动C.ab与cd均先做变加速运动,后作匀速运动D.ab与cd均先做交加速运动,后作匀加速运动9.如图6所示,RQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角,E、F分别为PS与PQ的中点,关于线框中的感应电流[ ]A.当E点经过边界MN时,感应电流最大B.当P点经过边界MN时,感应电流最大C.当F点经过边界MN时,感应电流最大D.当Q点经过边界MN时,感应电流最大10.如图7所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行轨道所在平面。

高中物理法拉第电磁感应定律例题试题总结

高中物理法拉第电磁感应定律例题试题总结

法拉第电磁感应定律一、基础练1.当穿过线圈的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是( ) A .线圈中一定有感应电流 B .线圈中一定有感应电动势C .感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比D .感应电动势的大小跟线圈的电阻有关答案 B 解析 穿过闭合电路的磁通量发生变化时才会产生感应电流,感应电动势与电路是否闭合无关,且感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比.2.一根直导线长0.1 m ,在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m/s 的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )A .一定为0.1 VB .可能为零C .可能为0.01 VD .最大值为0.1 V答案 A 解析 当公式E =BL v 中B 、L 、v 互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大:E m =BL v =0.1×0.1×10 V =0.1 V ,考虑到它们三者的空间位置关系,B 、C 、D 正确,A 错.3.(双选)无线电力传输目前取得重大突破,在日本展出了一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力.两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图1所示.下列说法正确的是( )图1A .若A 线圈中输入电流,B 线圈中就会产生感应电动势B .只有A 线圈中输入变化的电流,B 线圈中才会产生感应电动势C .A 中电流越大,B 中感应电动势越大D .A 中电流变化越快,B 中感应电动势越大答案 BD 解析 根据产生感应电动势的条件,只有处于变化的磁场中,B 线圈才能产生感应电动势,A 错,B 对;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小取决于磁通量变化率,所以C 错,D 对.4.闭合回路的磁通量Φ随时间t 的变化图象分别如图2所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中正确的是( )图2A .图甲回路中感应电动势恒定不变B .图乙回路中感应电动势恒定不变C .图丙回路中0~t 1时间内感应电动势小于t 1~t 2时间内感应电动势D .图丁回路中感应电动势先变大后变小答案 B 解析 因E =ΔΦΔt ΔΦΔt =0,即电动势E 为0;图乙中ΔΦΔt=恒量,即电动势E 为一恒定值;图丙中E 前>E 后;图丁中图象斜率ΔΦΔt先减后增,即回路中感应电动势先减后增,故只有B 选项正确.5.如图3所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面向里,MN 线与线框的边成45°角,E 、F 分别是PS 和PQ 的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是( )图3A .当E 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大B .当P 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大C .当F 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大D .当Q 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大 答案 B 解析 当P 点经过边界MN 时,切割磁感线的有效长度最大为SR ,感应电流达到最大.6.如图4(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(b)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.图4求0至t 1时间内(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向;(2)通过电阻R 1上的电荷量q 及电阻R 1上产生的热量. 答案 (1)nB 0πr 223Rt 0从b 到a(2)nB 0πr 22t 13Rt 0 2n 2B 20π2r 42t 19Rt 20 解析 (1)由图象分析可知,0至t 1时间内ΔB Δt =B 0t 0.由法拉第电磁感应定律有E =n ΔΦΔt =n ΔB Δt·S ,而S =πr 22.由闭合电路欧姆定律有I 1=E R 1+R .联立以上各式得,通过电阻R 1上的电流大小I 1=nB 0πr 223Rt 0.由楞次定律可判断通过电阻R 1上的电流方向从b 到a . (2)通过电阻R 1上的电量:q =I 1t 1=nB 0πr 22t 13Rt 0电阻R 1上产生的热量:Q =I 21R 1t 1=2n 2B 20π2r 42t 19Rt 20二、提升练7.(双选)如图5所示,A 、B 两闭合线圈为同样导线绕成,A 有10匝,B 有20匝,两圆线圈半径之比为2∶1.均匀磁场只分布在B 线圈内.当磁场随时间均匀减弱时( )图5A .A 中无感应电流B .A 、B 中均有恒定的感应电流C .A 、B 中感应电动势之比为2∶1D .A 、B 中感应电流之比为1∶2答案 BD 解析 只要穿过线圈内的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势和感应电流,因为磁场变化情况相同,有效面积也相同,所以,每匝线圈产生的感应电动势相同,又由于两线圈的匝数和半径不同,电阻值不同,根据欧姆定律,单匝线圈电阻之比为2∶1,所以,感应电流之比为1∶2.因此正确的答案是B 、D.8.在匀强磁场中,有一个接有电容器的导线回路,如图6所示,已知电容C =30 μF ,回路的长和宽分别为l 1=5 cm ,l 2=8 cm ,磁场变化率为5×10-2 T/s ,则( )图6A .电容器带电荷量为2×10-9C B .电容器带电荷量为4×10-9 C C .电容器带电荷量为6×10-9 CD .电容器带电荷量为8×10-9 C答案 C 解析 回路中感应电动势等于电容器两板间的电压,U =E =ΔΦΔt =ΔB Δt·l 1l 2=5×10-2×0.05×0.08 V =2×10-4 V .电容器的电荷量为q =CU =CE =30×10-6×2×10-4 C =6×10-9C ,C 选项正确.9.(双选)如图7所示,一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速运动,沿着OO ′观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匝数为n ,边长为l ,电阻为R ,转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( )图7 A .线圈中感应电流的方向为abcda B .线圈中的感应电流为nBl 2ωRC .穿过线圈的磁通量为0D .穿过线圈的磁通量的变化率为0答案 BC 解析 图示位置bc 和ad 的瞬时切割速度均为v =ωl 2,ad 边与bc 边产生的感应电动势都是E =Bl v =12Bl 2ω且bd 为高电势端,故整个线圈此时的感应电动势e =2×n 12Bl 2ω=nBl 2ω,感应电流为nBl 2ωR,B 正确.由右手定则可知线圈中的电流方向为adcba ,A 错误.此时磁通量为0,但磁通量变化率最大,故选项为B 、C. 10.(双选)如图8所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B ,方向相反且垂直纸面,MN 、PQ 为其边界,OO ′为其对称轴.一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ,回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动,当运动到关于OO ′对称的位置时( )图8A .穿过回路的磁通量为零B .回路中感应电动势大小为Bl v 0C .回路中感应电流的方向为顺时针方向D .回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同答案 AD 解析 线框关于OO ′对称时,左右两侧磁通量大小相等,磁场方向相反,合磁通量为0;根据右手定则,cd 的电动势方向由c 到d ,ab 的电动势方向由a 到b ,且大小均为Bl v 0,闭合电路的电动势为2Bl v 0,电流方向为逆时针;根据左手定则,ab 和cd 边所受安培力方向均向左,方向相同,故正确的选项为A 、D.11.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图9甲所示.当磁场以10 T/s 的变化率增强时,线框中点a 、b 两点间的电势差是( )图9A .U ab =0.1 VB .U ab =-0.1 VC .U ab =0.2 VD .U ab =-0.2 V答案 B 解析 题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而在线框中有感应电流,把左半部分线框看成电源,设其电动势为E ,内电阻为r2,画出等效电路如图乙所示.则ab 两点间的电势差即为电源的路端电压,设l 是边长,正方形线框的总电阻为r ,且依题意知ΔB Δt 10 T/s. 由E =ΔΦΔt 得E =ΔBS Δt =ΔBl 22Δt =10×0.222V =0.2 V ,所以U =I r 2=E r 2+r 2·r 2=0.2r ×r2V =0.1 V . 由于a 点电势低于b 点电势,故U ab =-0.1 V ,即B 选项正确.12.如图10所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L .现将宽度也为L 的矩形闭合线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域,则在该过程中,能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是( )图10答案 D 解析 由楞次定律可知,当矩形导线框进入磁场和出磁场时,磁场力总是阻碍物体的运动,方向始终向左,所以外力F 始终水平向右,因安培力的大小不同,故选项D 是正确的,选项C 是错误的.当矩形导线框进入磁场时,由法拉第电磁感应定律判断,感应电流的大小在中间时是最大的,所以选项A 、B 是错误的.点评 题中并没有明确电流或安培力的正方向,所以开始时取正值或负值都可以,关键是图象能否正确反映过程的特点. 13.如图11所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m ,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R 的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2 kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.图11(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R 消耗的功率为8 W ,求该速度的大小.(3)在上问中,若R =2 Ω,金属棒中的电流方向由a 到b ,求磁感应强度的大小与方向.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 解析 (1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律得mg sin θ-μmg cos θ=ma ①,由①式解得 a =10×(0.6-0.25×0.8) m/s 2=4 m/s 2②(2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v ,所受安培力为F ,棒在沿导轨方向受力平衡,mg sin θ-μmg cos θ-F =0③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率F v =P ④,由③④两式解得:v =P F =80.2×10×(0.6-0.25×0.8) m/s=10 m/s ⑤ (3)设电路中电流为I ,两导轨间金属棒的长为L ,磁场的磁感应强度为B ,I =BL vR⑥,P =I 2R ⑦由⑥⑦两式解得:,B =PRv L =8×210×1T =0.4 T ⑧,磁场方向垂直导轨平面向上法拉第电磁感应定律同步练习二基础达标:1、法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )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的变化量成正比 2、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.消耗的机械功率 D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量3、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在磁场中做下列哪种运动时,线圈中能产生感应电流 A.线圈沿自身所在平面运动 B.沿磁场方向运动 C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动4、一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动,当线圈处于如图所示位置时,此线圈 ( ) A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最小 B.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小5、一个N 匝的圆线圈,放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,线圈平面跟磁感应强度方向成30°角,磁感应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.将线圈匝数增加一倍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 6、闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比( ) A 、磁通量 B 、磁感应强度 C 、磁通量的变化率 D 、磁通量的变化量 7、穿过一个单匝数线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2 Wb ,则( ) A 、线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V B 、线圈中的感应电动势每秒钟减小2 V C 、线圈中的感应电动势始终为2 V D 、线圈中不产生感应电动势8、如图1所示,矩形金属框置于匀强磁场中,ef 为一导体棒,可在ab 和cd 间滑动并接触良好;设磁感应强度为B ,ef 长为L ,在Δt 时间内向左匀速滑过距离Δd ,由电磁感应定律E=nt∆∆Φ可知,下列说法正确的是( )图1A 、当ef 向左滑动时,左侧面积减少L ·Δd,右侧面积增加L ·Δd ,因此E=2BL Δd/ΔtB 、当ef 向左滑动时,左侧面积减小L ·Δd ,右侧面积增大L ·Δd ,互相抵消,因此E=0C 、在公式E=nt∆∆Φ中,在切割情况下,ΔΦ=B ·ΔS ,ΔS 应是导线切割扫过的面积,因此E=BL Δd/ΔtD 、在切割的情况下,只能用E=BLv 计算,不能用E=nt∆∆Φ计算9、在南极上空离地面较近处,有一根与地面平行的直导线,现让直导线由静止自由下落,在下落过程中,产生的感应电动势( ) A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、无法判断10、一个200匝、面积为20 cm 2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s 内由0.1 T 增加到0.5 T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ Wb;磁通量的平均变化率是___________ Wb/s;线圈中的感应电动势的大小是___________ V.能力提升:11、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定12、如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是()A.减速运动到停止B.来回往复运动C.匀速运动D.加速运动13、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图4-3-12所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()14、一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是()A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/sB、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零15、如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则()<W2,q1<q2B、W1<W2,q1=q2 C、W1>W2,q1=q2D、W1>W2,q1>q2A、W16、如图所示,半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以ΔB/Δt的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势的大小为____________________.17、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.有均匀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()A、匀速滑动时,I1=0,I2=0B、匀速滑动时,I1≠0,I2≠0C、加速滑动时,I1=0,I2=0D、加速滑动时,I1≠0,I2≠018、如图4-3-10所示,在光滑的绝缘水平面上,一个半径为10 cm、电阻为1.0 Ω、质量为0.1 kg的金属环以10 m/s的速度冲入一有界磁场,磁感应强度为B=0.5 T.经过一段时间后,圆环恰好有一半进入磁场,该过程产生了3.2 J的电热,则此时圆环的瞬时速度为___________m/s;瞬时加速度为___________ m/s2.19、如图所示,接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置,P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计,则()A、杆由O到P的过程中,电路中电流变大B、杆由P到Q的过程中,电路中电流一直变大C、杆通过O处时,电路中电流方向将发生改变D、杆通过O处时,电路中电流最大20、如图4-3-14所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内.一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求:(1)、在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值;(2)、MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量;(3)、当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多大?21、如图所示,两根平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距为L,左端连一电阻R,右端连一电容器C,其余电阻不计。

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含详细答案

备战高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题含详细答案

一、法拉第电磁感应定律1.如图,匝数为N 、电阻为r 、面积为S 的圆形线圈P 放置于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连,两金属板之间的距离为d ,两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。

当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时,一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。

重力加速度为g ,求:(1)匀强电场的电场强度 (2)流过电阻R 的电流(3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率 【答案】(1)mg q (2)mgdqR(3)()B mgd R r t NQRS ∆+=∆ 【解析】 【详解】 (1)由题意得:qE =mg解得mg qE =(2)由电场强度与电势差的关系得:UE d=由欧姆定律得:U I R=解得mgdI qR=(3)根据法拉第电磁感应定律得到:E Nt∆Φ=∆ BS t t∆Φ∆=∆∆根据闭合回路的欧姆定律得到:()E I R r =+ 解得:()B mgd R r t NqRS∆+=∆2.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 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.0t 时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)电阻的阻值.【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ; R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有:v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I ,根据欧姆定律:I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为:f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m3.如图所示,平等光滑金属导轨AA1和CC1与水平地面之间的夹角均为θ,两导轨间距为L ,A 、C 两点间连接有阻值为R 的电阻,一根质量为m 、电阻也为R 的直导体棒EF 跨在导轨上,两端与导轨接触良好。

法拉第电磁感应定律典型计算题例题

法拉第电磁感应定律典型计算题例题

法拉第电磁感应定律典型计算题例题Revised by Petrel at 2021Bv M N o1.粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。

现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()2.如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一。

磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为()A.E/2BE/3C2E/3DE3.圆环水平、半径为a、总电阻为2R;磁场竖直向下、磁感强度为B;导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触;当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时,求:(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN4.有一面积为S=100cm2的金属环,电阻R=0.1Ω,环中磁场变化规律如下图所示,磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,通过金属环的电荷量是多少?5.如图所示,电阻为R的金属棒,从图示位置分别以速率v1,v2沿电阻不计的光滑轨道从ab匀速滑到a /b/处,若v1∶v2=1∶2,则在两次移动过程中()A.回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2B.回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2C.回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2D.金属棒产生的感应电动势E1:E2=1∶26.如图,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05s,第二次用0.1s。

试求:(1)两次线圈中的平均感应电动势之比(2)两次线圈中电流之比(3)两次通过线圈电荷量之比(4)两次在R中产生热量之比7.矩形线圈从垂直于线圈平面的匀强磁场中匀速拉出,第一次速度为v1,第二次速度为v2=2v1,则两次拉力所做功之比为;两次拉力功率之比为;两次通过线圈截面电量之比为.8.定值电阻R,导体棒ab电阻r,水平光滑导轨间距l,匀强磁场磁感应强度为B,当棒ab以速度v向右匀速运动时:(1)生电动势,回路电流,ab两端电压,电流的总功率,ab棒消耗的电功率(2)棒ab受到的安培力为多大;要使棒ab匀速运动,要施加多大的外力,方向如何(3)整个回路中消耗的电能从哪里转化来的,它们之间有什么样的关系问4:若ab 向右运动位移为x 时,速度达到最大值v m ,这一过程中回路产生的焦耳热为多少,ab 产生的焦耳热又为多少?问5:在上述过程中,通过回路某一横截面的电量为多少最大位移变式2:其他条件不变,ab 棒质量为m ,开始时静止,当受到一个向右拉力的作用,若拉力的功率P 保持不变,则:问3:若ab 向右运动时间为t 时,速度达到最大值v m ,这一过程中回路产生的焦耳热为多少,电阻R 产生的焦耳热又为多少9.已知:AB 、CD 足够长,L ,θ,B ,R 。

法拉第电磁感应定律练习(含答案)

法拉第电磁感应定律练习(含答案)

法拉第电磁感应定律练习(含答案)A。

穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;C。

穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大;D。

线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大。

改写:根据法拉第电磁感应定律,当磁通量穿过线圈越大时,感应电动势也越大;当穿过线圈的磁通量变化越大时,感应电动势也越大;线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势也越大。

3、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ef将往返运动。

改写:在一匀强磁场中,有一U形导线框abcd,线框位于水平面内,磁场与线框平面垂直。

R是一个电阻,ef是一根垂直于ab的导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动。

忽略杆ef和线框中导线的电阻。

当给ef一个向右的初速度时,ef 将开始往返运动。

4、如图(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则在电路(a)中,断开S后,A将逐渐变暗。

改写:在图(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻。

接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光。

当断开S后,在电路(a)中,灯A将逐渐变暗。

5、如图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁中,ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2.若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是b。

改写:在图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中,其中ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2表示。

若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是b。

3Ω。

金属棒以匀速v=2m/s向右滑动,垂直于框架和磁场。

法拉第电磁感应定律应用典型例题

法拉第电磁感应定律应用典型例题

法拉第电磁感应定律应用(2)·典型例题解析【例1】如图17-84所示,MN 、PQ 为足够长的水平导电轨道,其电阻可以忽略不计,轨道宽度为L ,ab ,cd 为垂直放置在轨道上的金属杆,它们的质量均为m ,电阻均为R ,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感强度为B .现用水平力拉cd 杆以恒定的速率v 向右匀速滑动,设两杆与轨道间的动摩擦系数为μ,求ab 杆可以达到的最大速度和此时作用在cd 杆上水平拉力做功的瞬时功率.解析:由楞次定律可知,当cd 向右匀速运动时,ab 也向右运动. 当ab 有最大速度v m 时,μmg =BIL①I ==∆Φ∆∆∆∆/()/t R R BL v t v t R Rm +-+t ②联立①②有:=-v v m 222μmgR B L 此时作用在cd 杆上水平拉力F 做功的瞬时功率为P =Fv =(F 安+f)v =(BIL +μmg)v∴= P 2mgv μ点拨:要明确最大速度的条件,分析电路中的电流、安培力和金属棒的运动之间相互影响、相互制约的关系.【例2】如图17-85所示,两根很长的光滑平行的金属导轨,相距L ,放在一水平面内,其左端接有电容C 、电阻为R 1、R 2的电阻,金属棒ab 与导轨垂直放置且接触良好,整个装置放在磁感强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,现用大小为F 的水平恒力拉棒ab ,使它沿垂直于棒的方向向右运动,若棒与导轨的电阻均不计.试求:(1)棒ab 的最大速度;(2)若棒达到最大速度以后突然静止,则棒在此瞬间受到的安培力的大小和方向.解析:(1)当ab 所受安培力f 与外力F 相等时,ab 速度最大,设为 v I I m m m ,此时最大电流为:=BLv R m 1①BI m L =F②对有:=-cd Ft m 2u 0(2)③ (2)C U BLv m 棒达到最大速度时,两端电势差为:==FR BL1 ④棒突然静止时,电容器通过棒放电,瞬间电流为:==ab I U RFR BLR 212⑤棒所受的安培力为:==方向水平向右.ab f BIL FR R 12 点拨:该题综合性强,与力学知识联系紧密,是高考的热点.【例3】如图17-86所示,用粗、细不同的铜丝制成两个边长相同的正方形闭合线圈a 和b ,让它们从相同高处同时自由下落,下落中经过同一有边界的水平匀强磁场,设线框下落过程中始终保持竖直且不计空气阻力,试分析判断两框落地的先后顺序.点拨:本题是对两种情况进行比较,我们通过对一般情形列式分析,找到本质规律再作判断.这是一种比较可靠的方法.参考答案:b先落地。

高考物理法拉第电磁感应定律推断题综合经典题含详细答案

高考物理法拉第电磁感应定律推断题综合经典题含详细答案

一、法拉第电磁感应定律1.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t0和B0。

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)2023n 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==2.光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示.用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v−t图象如图(b)所示.g=10m/s2,导轨足够长.求:(1)恒力F的大小;(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;(3)根据v−t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量.【答案】(1)18N(2)2m/s 2(3)4.12J 【解析】 【详解】(1)由题图知,杆运动的最大速度为4/m v m s =,有22sin sin mB L v F mgF mg Rαα=+=+安,代入数据解得F=18N . (2)由牛顿第二定律可得:sin F F mg ma α--=安得222222212sin 182100.52/2/2B L v F mg R a m s m s m α⨯⨯----⨯⨯===, (3)由题图可知0.8s 末金属杆的速度为1 2.2/v m s =,前0.8s 内图线与t 轴所包围的小方格的个数约为28个,面积为28×0.2×0.2=1.12,即前0.8s 内金属杆的位移为 1.12x m =, 由能量的转化和守恒定律得:211sin 2Q Fx mgx mv α=--, 代入数据解得: 4.12J Q =. 【点睛】本题电磁感应与力学知识的综合,抓住速度图象的两个意义:斜率等于加速度,“面积”等于位移辅助求解.估算位移时,采用近似的方法,要学会运用.3.如图所示,两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内,并处在竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计.在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻,将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上,可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等,且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计空气阻力.金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中,假设磁感应强度大小为B 且保持不变,为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.(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呢?请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况,通过计算分析说明.【答案】(1)E BLv =;(2)v E BL =(3)见解析 【解析】 【分析】(1)先求出金属棒MN 向右滑行的位移,得到回路磁通量的变化量∆Φ ,再由法拉第电磁感应定律求得E 的表达式;(2)棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力,1v f e B =,棒中电子在洛伦兹力的作用下,电子从M 移动到N 的过程中,非静电力做功v W e Bl =,根据电动势定义WE q=计算得出E. (3)可以从微观的角度求出水平和竖直方向上的洛伦兹力做功情况,在比较整个过程中做功的变化状况. 【详解】(1)如图所示,在一小段时间∆t 内,金属棒MN 的位移 x v t ∆=∆这个过程中线框的面积的变化量S L x Lv t ∆=∆=∆ 穿过闭合电路的磁通量的变化量B S BLv t ∆Φ=∆=∆根据法拉第电磁感应定律 E t∆Φ=∆ 解得 E BLv =(2)如图所示,棒向右运动时,正电荷具有向右的分速度,受到沿棒向上的洛伦兹力1v f e B =,f 1即非静电力在f 的作用下,电子从N 移动到M 的过程中,非静电力做功v W e BL =根据电动势定义 W E q= 解得 v E BL =(3)自由电荷受洛伦兹力如图所示.设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u .如图所示,沿棒方向的洛伦兹力1f q B =v ,做正功11ΔΔW f u t q Bu t =⋅=v 垂直棒方向的洛伦兹力2f quB =,做负功22ΔΔW f v t quBv t =-⋅=-所以12+=0W W ,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.1f 做正功,将正电荷从N 端搬运到M 端,1f 相当于电源中的非静电力,宏观上表现为“电动势”,使电源的电能增加;2f 做负功,宏观上表现为安培力做负功,使机械能减少.大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 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.0t 时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值.【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ; R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有:v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I ,根据欧姆定律:I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为:f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m5.如图甲所示,相距d 的两根足够长的金属制成的导轨,水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻,并用电压传感器实际监测两端电压,倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ,通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上,滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ=18(其余部分摩擦不计).MN 、PQ 、GH 相距为L ,MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场,PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2,其他区域无磁场,除金属棒及定值电阻,其余电阻均不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平),电压传感器监测到U -t 关系如图乙所示.(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小. (2)求定值电阻上产生的热量Q 1.(3)多次操作发现,当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时,另一质量为2m ,电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域,两棒均可同时匀速通过各自场区,试求B 2的大小和方向.【答案】(1)11.5U B d (2)2221934-mU mgL B d;(3)32B 1 方向沿导轨平面向上【解析】 【详解】(1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势:1 1.52UE U R U R=+⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得:111E B dv =计算得出:111.5Uv B d=. (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2,根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ,根据闭合电路的欧姆定律可得:12222B dv R U R R⋅=+ 计算得出:213Uv B d=;棒ab 从MN 到PQ ,根据动能定理可得: 222111sin 37cos3722mg L mg L W mv mv μ︒︒⨯-⨯-=-安 根据功能关系可得产生的总的焦耳热 :=Q W 总安根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为:122RQ Q R R =+总联立以上各式得出:212211934mU Q mgL B d=-(3)两棒以相同的初速度进入场区匀速经过相同的位移,对ab 棒根据共点力的平衡可得:221sin 37cos3702B d vmg mg Rμ︒︒--=计算得出:221mgRv B d =对cd 棒分析因为:2sin 372cos370mg mg μ︒︒-⋅>故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下,根据左手定则可以知道磁感应强度B 2沿导轨平面向上,cd 棒也匀速运动则有:1212sin 372cos37022B dv mg mg B d R μ︒︒⎛⎫-+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭将221mgRv B d =代入计算得出:2132B B =. 答:(1)ab 棒刚进入磁场1B 时的速度大小为11.5UB d; (2)定值电阻上产生的热量为22211934mU mgL B d -;(3)2B 的大小为132B ,方向沿导轨平面向上.6.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。

电磁感应定律典型例题

电磁感应定律典型例题

典型例例1: 关于感应电动势,下列说法正确的是( ) A .穿过回路的磁通量越大,回路中的感应电动势就越大 B .穿过回路的磁通量变化量越大,回路中的感应电动势就越大 C .穿过回路的磁通量变化率越大,回路中的感应电动势就越大D .单位时间内穿过回路的磁通量变化量越大,回路中的感应电动势就越大 【解析】感应电动势E 的大小与磁通量变化率t∆∆φ成正比,与磁通量φ、磁通量变化量φ∆无直接联系。

A 选项中磁通量φ很大时,磁通量变化率t∆∆φ可能很小,这样感应电动势E 就会很小,故A 错。

B 选项中φ∆很大时,若经历时间很长,磁通量变化率t∆∆φ仍然会很小,感应电动势E 就很小,故B 错。

D 选项中单位时间内穿过回路的磁通量变化量即磁通量变化率t∆∆φ,它越大感应电动势E 就越大,故D 对。

答案:CD【总结】感应电动势的有无由磁通量变化量φ∆决定,φ∆≠0是回路中存在感应电动势的前提,感应电动势的大小由磁通量变化率t ∆∆φ决定,t∆∆φ越大,回路中的感应电动势越大,与φ、φ∆无关。

例2:一个面积S=4×10-2m 2,匝数N=100的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面,磁场的磁感应强度B 随时间变化规律为△B /△t=2T/s ,则穿过线圈的磁通量变化率t∆∆φ为 Wb/s ,线圈中产生的感应电动势E= V 。

【解析】根据磁通量变化率的定义得t∆∆φ= S △B /△t=4×10-2×2 Wb/s=8×10-2Wb/s 由E=N △φ/△t 得E=100×8×10-2V=8V 答案:8×10-2;8【总结】计算磁通量φ=BScos θ、磁通量变化量△φ=φ2-φ1、磁通量变化率△φ/△t 时不用考虑匝数N ,但在求感应电动势时必须考虑匝数N ,即E=N △φ/△t 。

同样,求安培力时也要考虑匝数N ,即F=NBIL ,因为通电导线越多,它们在磁场中所受安培力就越大,所以安培力也与匝数N 有关。

法拉第电磁感应定律典型练习题40道附答案

法拉第电磁感应定律典型练习题40道附答案

姓名:班级:题号 一、选择题二、填空 题三、计算题四、多项选择总分得分1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是0 >■hD2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人,在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献,下列陈述中不符 创万史事实的是()A.法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B.法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场C.法拉第首先发现了电流的磁效应现象D.法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律3、如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量①a 和①b大小关系为:A.①a>①bB.①a<①b评卷人得分一、选择题(每空?分,共?分)D.无法比较C.①a=①b4、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A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大B .恒定不变,读数为BaVD.读数变小7、如图所示,平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动,经过半径为R 磁感应弓S 度为B 的圆形匀强磁场区 域,导体棒中的感应电动势£与导体棒位置x 关系的图像是8、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。

在线框 的下方,有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为2L,磁场方向与线框平面垂直。

闭合线圈下落后, 刚好匀速进入磁场区,进入过程中,线圈中的感应电流I 0随位移变化的图象可能是5、对于法拉第电磁感应定律 F 面理解正确的是6、如图所示,均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速向右运动时能总是与两边良好接触,一理想电压表跨接在表的读数:(金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为 V 拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电机构,金属框 PQ 两导电机构上,当金属框向右匀速拉出的过程中,电压B)A.恒定不变,读数为BbV C.读数变大9、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 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10、用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。

【物理】培优 易错 难题法拉第电磁感应定律辅导专题训练及详细答案

【物理】培优 易错 难题法拉第电磁感应定律辅导专题训练及详细答案

一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,条形磁场组方向水平向里,磁场边界与地面平行,磁场区域宽度为L=0.1 m,磁场间距为2L,一正方形金属线框质量为m=0.1 kg,边长也为L,总电阻为R=0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放,线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行.当h=2L时,bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动.不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.(1)求磁感应强度B的大小;(2)若h>2L,磁场不变,金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动,求此情形中金属线框释放的高度h;(3)求在(2)情形中,金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热.【答案】(1)1 T (2)0.3 m(3)0.3n J【解析】【详解】(1)当h=2L时,bc进入磁场时线框的速度===v gh gL222m/s此时金属框刚好做匀速运动,则有:mg=BIL又E BLv==IR R联立解得1mgR=BL v代入数据得:1TB=(2)当h>2L时,bc边第一次进入磁场时金属线框的速度022v gh gL =>即有0mg BI L <又已知金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动,经过的位移为L ,设此时线框的速度为v′,则有'222v v gL =+解得:6m /s v '=根据题意可知,为保证金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动,则应有2v v gh '==即有0.3m h =(3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热量为Q 0,则根据能量守恒有:'2211(2)22mv mg L mv Q +=+ 代入解得:00.3J Q =则经过前n 个磁场区域时线框上产生的总的焦耳热Q =nQ 0=0.3n J 。

2.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。

法拉第电磁感应定律练习.

法拉第电磁感应定律练习.

法拉第电磁感应定律练习1、A 、B 两个闭合电路,穿过A 电路的磁通量由O 增加到3×103Wb ,穿过B 电路的磁通量由5×103Wb 增加到6×103Wb 。

则两个电路中产生的感应电动势 εA 和εB的关系是( )(A )εA >εB (B)εA =εB (C) εA <εB (D) 无法确定2、如图所示,用同样规格的金属丝制成单匝圆形线圈和单匝正方形线圈,彼此绝缘,两线圈所处的匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增加,则甲图中两线圈中感应电流之比I 圆:I 方=____;乙图中感应电流之比I 方:I 圆=____。

3、图甲表示当闭合回路M 以速度 v 匀速地穿过匀强磁场区B 1 和B 2 时,感应电流随时间变化的图像,| B 1 | < | B 2 |,B 1 、B 2 垂直纸面,并假设逆时针方向为回路中电流的正方向,那么在图乙中,哪一种情况下才能产生如图甲所示的电流图像?( )4、如图所示。

一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场成30°角。

磁感应强度随时间均匀变化。

用下面哪种方法可使线圈中的感应电流增加1倍(如需改绕线圈,用原规格导线)( )(A)把线圈匝数增加1倍(B)把线圈面积增加1倍(C)把线圈半径增加1倍(D)改变线圈轴线对磁场的方向5、如图所示,一根弯成直角的金属棒abc 绕其一端a 在纸面内以角速度ω匀速转动,已知ab :bc=4:3,金属棒总长为L ,若加一个垂直纸面向内的磁感强度为B 的匀强磁场,则棒两端的电势差U ca ( )(A )ω29816BL (B )ω29825BL(C )ω2499BL (D )ω2989BL 6、如图中,长为L 的金属杆在外力作用下,在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动,如果速度v 不变,而将磁感强度由B 增为2B 。

那么(其他电阻不计)( )(A )作用力将增为4倍(B )作用力将增为2倍(C )感应电动势将增为2倍(D )感应电流的热功率将增为4倍7、图所示,水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨,导轨左端由一个R=0.08欧的电阻相连,轨距d=50厘米。

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23.如图所示,竖直向上的匀强磁场磁感应强度B0=0.5T,并且以0.1T/s 的速度在变化,水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力,宽为0.5m,在导 轨上搁一导体,电阻R0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为 M=2kg的重物,电阻R=0.4Ω,则经过多少时间能吊起重物?(L=0.8m)
24.水平面光滑,金属环r=10cm、R=1Ω、m=1kg,v= 10m/s向右匀速滑向有界磁场,匀强磁场B=0.5T;从环
5.如图所示,电阻为R的金属棒,从图示位置分别以速率v1,v2沿电阻 不计的光滑轨道从ab匀速滑到a/b/处,若v1∶v2=1∶2,则在两次移动 过程中( ) A.回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2
B.回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2 C.回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2 D.金属棒产生的感应电动势E1:E2=1∶2 6.如图,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05s,第二次 用0.1s。试求:
R P M
a b d0 d O'B QNO1' O1 O
(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热; (3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况.
21.如图所示,电动机牵引一根原来静止的,长为L=1m、质量m=0.1kg的 导体MN,其电阻R=1Ω,导体棒架在处于磁感应强度B=1T,竖直放置的 框架上,当导体棒上升h=3.8m时获得稳定的速度,导体棒产生的热量为 12J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电动机 内阻r=1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2,求: (1)棒能达到的稳定速度. (2)棒从静止到达到稳定速度所需要的时间.
h
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l 1 2 3 4 v0 v0
v
30. 如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2 相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒 的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为 μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为V时,受到安培力的大 小为F.此时 (A)电阻R1消耗的热功率为Fv/3. (B)电阻 R。消耗的热功率为 Fv/6. (C)整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ. (D)整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v·
29. 如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁 场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻 为R=0.020Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。 将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。 取g=10m/s2,求:⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘 穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的 最小值a。
始自由下落.它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速通过一个有理
想边界的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的热量为( )
h
h
A.mgh
B.2mgh
C.大于mgh,小于2mgh D.大于2mgh
19.如图所示, B=0.2T 与导轨垂直向上,导轨宽度L=1m,α=300, 电阻可忽略不计,导体棒ab质量为m=0.2kg,其电阻R=0.1Ω,跨放在
17.如图所示,在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨(电
阻不计),导轨左端连接一个阻值为R的电阻,质量为m的金属棒(电阻
不计)放在导轨上,金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好.整个装置放
在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,在用水平恒力F把金属棒从
静止开始向右拉动的过程中,下列说法正确的是( )
v
R
a b r
变式1:其他条件不变,ab棒质量为m,开始静止,当受到一个向右恒 力F的作用,则: 问1:ab将如何运动? 问2:ab的最大速度是多少?
v R
a b r
问4:若ab向右运动位移为x时,速度达到最大值vm,这一过程中回路产 生的焦耳热为多少, ab 产生的焦耳热又为多少?
问5:在上述过程中,通过回路某一横截面的电量为多少?最大位移?
U形框架上,并能无摩擦的滑动,求: (1)导体下滑的最大速度vm。 (2)在最大速度vm时,ab上消耗的电功率Pm
300
B mg F FN
a b B
300
20.如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间 接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1 O’O1’ 矩形区域内有垂直 导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻 为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由 静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始 终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计),求: (1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
12.如图(甲)中,A是一边长为l的正方形导线框,电阻为R。今维持以
恒定的速度v沿x轴运动,穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿x
轴的方向为力的正方向,框在图示位置的时刻作为计时起点,则磁场对
线框的作用力F随时间t的变化图线为图(乙)中的(

13.一有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和 向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧相距为L处,有一边长为L的 正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直。现使线框
场区,其平面始终一磁感线方向垂直,如图所示。
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的(i-t)图线。
(以顺时针方向电流为正)
(2)画出ab两端电压的U-t图线
a d b c v L B
15.如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路,螺线管下方水平 桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的磁场按下列哪一图示方式 变化时,导体环将受到向上的磁场力作用?
22.两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈 置于方向竖直向上的匀强磁场B中,如图43-A3所示,两板间有一质量为 m、带电量为+q的油滴恰好静止,则线圈中的磁场的变化情况和磁通量 的变化率是( ) A.正在增强,mgd/q B.正在减弱,mgd/q C.正在减弱,mgd/nq D.正在增强,mgd/nq
3.圆环水平、半径为a、总电阻为2R;磁场竖直向下、磁感强度为B;导 体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触; 当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时,求:(1)棒上电流的 大小和方向及棒两端的电压UMN
4.有一面积为S=100cm2的金属环,电阻R=0.1Ω,环中磁场变化规律如 下图所示,磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,通过金属环的电 荷量是多少?
1.粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向 垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小 的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的 一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
2.如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的 二分之一。磁场垂直穿过粗金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀 变化时,在粗环内产生的感应电动势为E,则a、b两点间的电势差为( ) A.E/2 B E/3 C 2E/3 D E
用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改拉力的大小时,相对应的匀 速运动速度v也会改变,v和F的关系如图 (取重力加速度g=10m/s 2) (1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动? (2)若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,磁感应强度B为多大? (3)由ν-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
0
t B
0
t B
0
t B
0
t B A B C D
a
d
c
b
16.如图所示,xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里 的匀强磁场,磁感应强度均为B,一个围成四分之一圆形的导体环oab, 其圆心在原点o,半径为R,开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度 ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象 (以顺时针电动势为正)。
(1)两次线圈中的平均感应电动势之比? (2)两次线圈中电流之比? (3)两次通过线圈电荷量之比? (4)两次在R中产生热量之比?
7.矩形线圈从垂直于线圈平面的匀强磁场中匀速拉出,第一次速度
为v1,第二次速度为v2=2 v1,则两次拉力所做功之比为
;两次
拉力功率之比为
;两次通过线圈截面电量之比为
.
B v
刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环释放 了32J的热量,求:(1)此时圆环中电流的即时功率; (2)此时圆环运动的加速度。
25.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过 导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(见图),金属 杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定力F作
26.如图,边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转 动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直,经过t时 间转过1200角,求:(1)线框内感应电动势在时间t内的平均值。 (2)转过1200角时感应电动势的瞬时值。
27.如图所示,矩形线圈由100匝组成,ab边长L1=0.40m,ad边长 L2=0.20m,在B=0.1T的匀强磁场中,以两短边中点的连线为轴转动,转速 n′=50r/s求: (1)线圈从图(a)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多 大? (2)线圈从图(b)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多 大?
A.恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的动
能和
B.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和
C.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和
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