第四章 电磁感应 知识点题库

闭合电路中产生的感应电动势的大小,取决于穿过该回路的(   ) 

A . 磁通量 B . 磁通量的变化量 C . 磁通量的变化率 D . 磁场的强弱
如图所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5m,接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab电阻不计,当ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时,试求:

  1. (1) 导体棒ab上的感应电动势的大小及导体棒中感应电流的方向;

  2. (2) 要维持ab向右匀速运动,作用在ab上的水平外力为多少?方向怎样?

  3. (3) 电阻R上产生的热功率多大?

电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流,使锅体发热从而加热食物。下列相关的说法中正确的是(  )
A . 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 B . 电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作 C . 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D . 电磁炉的上表面一般都用金属材料制成,以加快热传递、减少热损耗
一直升飞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。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,逆着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按逆时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,则(     )

A . ε=πfl2B,且a点电势低于b点电势 B . ε=2πfl2B,且a点电势低于b点电势 C . ε=πfl2B,且a点电势高于b点电势 D . ε=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
如图所示,等边闭合三角形线框,开始底边与匀强磁场的边界平行且重合,磁场的宽度大于三角形的高度,线框由静止释放,穿过该磁场区域,不计空气阻力,则下列说法正确的是(   )

A . 线框进磁场过程中感应电流为顺时针方向 B . 线框底边刚进入和刚穿出磁场时线圈的加速度大小可能相同 C . 线框出磁场的过程,可能做先减速后加速的直线运动 D . 线框进出磁场过程,通过线框的电量不同
如图(a)所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距L=lm,两导轨的上端接有一个R=2Ω的定值电阻。虚线OO′下方是垂直于导轨平面向内的匀强磁场,磁感应强度B=2T.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,导轨电阻不计。已知金属杆下落0.3m的过程中,加速度a与下落距离h的关系如图(b)所示,g取10m/s2 . 求:

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  1. (1) 金属杆刚进入磁场时,速度v0为多大?
  2. (2) 金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量Q为多少?
  3. (3) 金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上通过的电量q为多少?
如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Dt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B,在此过程中,线圈中产生的电动势为(   )

A . B . C . D .
闭合回路由电阻R与单匝导线框组成,其面积大小为S,内部磁场大小按B-t图变化,方向如图,且B-t图线的斜率为K,则回路中 (   )

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A . 感应电流的方向为逆时针方向 B . 感应电流的电流强度越来越大 C . 磁通量的变化率越来越大 D . 产生的感应电动势大小为KS
如图所示,用两根材料、粗细、长度完全相同的导线,绕成匝数分别为n1=50和n2=100的圆形闭合线圈A和B,两线圈平面与匀强磁场垂直。若磁感应强度随时间均匀变化时,则两线圈中的感应电流之比IA:IB为(   )

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A . 1:4 B . 4:1 C . 1:2 D . 2:1
如图,等边三角形OPQ区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场.用粗细均匀的导线绕制的等边三角形导线框abc位于纸面内,其bc边与磁场边界PQ平行,d、e分别为ab、ac的中点.导线框沿垂直于bc的方向向上匀速穿过磁场区域,依次经过图中I、Ⅱ、Ⅲ位置.已知三角形OPQ的边长是三角形abc的 倍,I位置时a点与O点重合,Ⅱ位置时d点、e点分别在OP、OQ上,Ⅲ位置时d点、e点在PQ上.则(   )

A . 经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框中的感应电流方向相同 B . 经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框中的感应电流大小相等 C . 经过Ⅱ位置和Ⅲ位置时,线框上de两点间的电压之比为2:1 D . 从Ⅰ位置到Ⅱ位置和从Ⅱ位置到Ⅲ位置的两个过程中,穿过线框横截面的电荷量之比为2:1
如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,导线框的边长为 ,总电阻为 在直角坐标系xOy第一象限中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程 ,磁感应强度 ,方向垂直纸面向里.导线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,对于线框穿过整个磁场的过程有(   )

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A . 导线框AD两端的最大电压为 B . 线框中产生的焦耳热为 C . 流过线框的电荷量为 D . 拉力F为恒力
如图为“研究电磁感应现象”的实验装置,现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接,在闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。那么闭合开关后,下列说法中正确的是(   )

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A . 将线圈 A 迅速插入线圈 B 的过程中,电流计指针会向左偏转 B . 将线圈 A 缓慢插入线圈 B 后稳定的过程中,电流计指针一直向右偏 C . 将线圈 A 插入线圈 B 且稳定后,变阻器滑片匀速向左滑动时,电流计指针向左偏转 D . 将线圈 A 插入线圈 B 且稳定后,变阻器滑片加速向左滑动时,电流计指针向左偏转
如图所示,闭合铁芯的两边绕着线圈L1和L2 , L1与电阻R组成闭合回路,L2与在磁场中的导轨相连,导轨上有一金属棒ab。R中的感应电流向上,则可能的原因是金属棒ab(   )

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A . 向左加速运动 B . 向左减速运动 C . 向右加速运动 D . 向右减速运动
为了测量列车运行的速度和加速度的大小,可采用如图(a)所示的装置,它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的(测量仪未画出).当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,就能求出列车在各位置的速度和加速度.假设磁体端部磁感强度为B=0.004T,且全部集中在端面范围内,与端面垂直,磁体宽度与线圈宽度相同,且都很小,线圈匝数n=5,长L=0.2m,电阻0.4Ω(包括引线电阻),测试记录下来的电流-位移图象如图(b)所示.

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试求:

  1. (1) 在离O(原点)30m,130m处列车的速度v1和v2的大小;
  2. (2) 假设列车是匀变速运动,求列车加速度的大小.
某磁场磁感线如图所示,有铜线圈自图示A位置落至B位置,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是(  )

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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
如图所示,两个互连的金属圆球,粗金属环的电阻为细金属环电阻的三分之一,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 , 则a、b两点间的电势差为(   )

A . B . C . D .
如图甲所示,用表面绝缘的金属丝绕成的正方形闭合线框abcd放置于粗糙的水平桌面上,线框边长L=40cm、匝数N=50匝、质量m=0.20kg、电阻R=8.0Ω,虚线MN是线框中线,MN左侧空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数µ=0.50。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2求:

  1. (1) t1=1.2s时刻这50匝线框所受安培力的大小和方向;
  2. (2) 何时这50匝线框开始滑动,并求这50匝线框在滑动前所产生的焦耳热。
如图所示,间距l=0.5m的两平行金属导轨AD和EH水平放置,其左端A、E两处用一小段绝缘材料与间距也为l,倾角θ=37°的倾斜导轨AA1、EE1平滑连接。倾斜导轨上端A1、E1接一电阻R0=0.5Ω。区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B=1T,区域Ⅲ宽度d=0.5m,金属杆2静置于磁场边界CG的右侧附近。现将静置于倾斜导轨上的金属杆1,施加一沿斜面向下的力F,使其沿倾斜导轨以加速度a匀加速下滑,运动至刚过AE处时撤去F,此时杆1的速度大小v0=12m/s,并最终停在区域Ⅲ的中点位置,而杆2仍在区域Ⅳ中。已知杆1电阻R=0.5Ω,其余电阻均不计,两杆质量均为m=1kg。杆与导轨垂直且接触良好,处在区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的导轨与杆的动摩擦因数均为µ=0.75,在区域Ⅳ中的导轨光滑。

  1. (1) 求杆1刚过AE处时的加速度;
  2. (2) 若加速度a已知,则求力F随时间t变化的关系式;
  3. (3) 若杆1穿过整个区域Ⅱ用时 , 求杆1刚穿过区域Ⅱ时,杆2的速度大小。
如图所示,是光滑的直角金属导轨,沿竖直方向,沿水平方向。为靠在导轨上的一根金属直棒,端较端更靠近点。金属直棒从静止开始在重力作用下运动,运动过程中端始终在上,端始终在上,直到金属直棒完全落在上。整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。金属直棒在运动过程中感应电流的方向为,金属直棒所受磁场力的方向为

如图所示,在水平面上放四根电阻不计、足够长的光滑金属导轨 ,其中 是平滑连接两导轨的固定光滑绝缘材料。在光滑绝缘材料上放有电阻 、质量 的金属棒Q,导轨右端接有定值电阻 ,左边导轨上放有电阻不计、质量 的金属棒P,整个导轨所在的空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度 。导轨左端接有电源和电容器,单刀双掷开关S先接1时电容器和电源接通,足够长时间后单刀双掷开关S接2,电容器与金属导轨接通,金属棒P与Q发生弹性碰撞前已经做匀速直线运动。已知电源电动势 ,内阻不计,导轨间距和金属棒P、Q的长度均为 ,电容器电容 。求:(结果可用分式表示)

  1. (1) 单刀双掷开关S接1时足够长时间后电容器带的电荷量;
  2. (2) 单刀双掷开关S接2金属棒P做匀速直线运动的速度大小和此时电容器带的电荷量;
  3. (3) 定值电阻R产生的焦耳热。
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