第四章 电磁感应 知识点题库

如图所示,线圈ABCO面积为0.4m2 , 匀强磁场的磁感应强度B=0.1T , 方向为x轴正方向.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中,通过线圈的磁通量改变Wb

如图所示,宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9 Ω的电阻.导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.50 T.一根质量m=10 g,电阻r=0.1 Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好.现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将重物从图示位置由静止释放.当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度h=0.3 m.已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10 m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g=10 m/s2.求:

 

  1. (1) 导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小;

  2. (2) 挂在细线上的钩码的质量大小;

  3. (3) 导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量.

如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,且与轨道垂直,金属杆ab接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm . 改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示.已知轨道间距为L=2m,重力加速度g取10m/s2 , 轨道足够长且电阻不计.

  1. (1) 当R=0时,求杆ab匀速下滑时产生感应电动势E的大小,并判断杆中的电流方向;

  2. (2) 求解金属杆的质量m和阻值r;

  3. (3) 当R=4Ω时,从静止释放ab杆,在ab杆加速运动的过程中,回路瞬时电功率每增加1W 时,合外力对杆做功多少?

一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正,在磁场中有一细金属圆环,线圈平面位于纸面内,如图所示.现令磁感强度B随时间t变化,先按图2中所示的oa图线变化,后来又按图线bc和cd变化,令ε1 , ε2 , ε3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小,I1 , I2 , I3分别表示对应的感应电流,则(   )

A . ε1>ε2 , I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B . ε1<ε2 , I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 C . ε1<ε2 , I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向 D . ε23 , I2沿顺时针方向,I3沿顺时针方向
如图是法拉第研究电磁感应现象的第一个成功实验,他把ab两个线圈绕在同一个铁杯上,a线圈接电源,b线圈接电流表,当S闭合后可以在空间产生磁场.由于历史的局限性,法拉第经过长达11年的艰苦探索,终于在1831年发现了磁生电现象.对其中失败的原因,分析正确的是(    )

A . a线圈产生的磁场太弱,不能在线圈中产生感应电流 B . b线圈中感应电流太小,当时无法测出 C . 电与磁没有对称性 D . 没有意识到b中的感应电流只出现在磁通量变化的暂态过程
如图甲所示,一边长L=0.25 m、质量m=0.5 kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合,在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5 s线框被拉出磁场,测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示.在金属线框被拉出的过程中

  1. (1) 求通过线框截面的电荷量及线框的电阻;
  2. (2) 写出水平力F随时间变化的表达式;
  3. (3) 已知在这5 s内力F做功1.92 J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
在“研究电磁感应现象”的实验中:首先按图甲连线,不通电时,电流表G的指针停在刻度盘正中央,闭合开关S时,观察到电流表G的指针向左偏;然后按图乙所示将电流表G与大线圈B连成一个闭合回路,将小线圈A、电池、滑动变阻器 和开关S串联成另一个闭合电路,接着把A静止放置在B中。

  1. (1) 图乙电路在S闭合后,若再突然断开S,指针将 选填“左偏”、“右偏”或“不偏”
  2. (2) 图乙电路在S闭合后,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,指针将 选填“左偏”、“右偏”或“不偏”
如图甲所示,间距L=0.4m的金属轨道竖直放置,上端接定值电阻R1=1Ω,下端接定值电阻R2=4Ω。其间分布着两个有界匀强磁场区域:区域Ⅰ内的磁场方向垂直纸面向里,其磁感应强度B1=3T;区域Ⅱ内的磁场方向竖直向下,其磁感应强度B2=2T。金属棒MN的质量m=0.12kg、在轨道间的电阻r=4Ω,金属棒与轨道间的动摩擦因数μ=0.8。现从区域I的上方某一高度处静止释放金属棒,当金属棒MN刚离开区域Ⅰ后B1便开始均匀变化。整个过程中金属棒的速度随下落位移的变化情况如图乙所示,“v2—x”图象中除ab段外均为直线,oa段与cd段平行。金属棒在下降过程中始终保持水平且与轨道间接触良好,轨道电阻及空气阻力忽略不计,两磁场间互不影响。求:

  1. (1) 金属棒在图象上ac两点对应的速度大小;
  2. (2) 金属棒经过区域I的时间;
  3. (3) B1随时间变化的函数关系式(从金属棒离开区域I后计时):
  4. (4) 从金属棒开始下落到刚进入区域Ⅱ的过程中回路内的焦耳热。
某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图中信息可以判断(   )

A . 在A和C时刻线圈处于中性面位置 B . 在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C . 从A→D时刻线圈转过的角度为2π D . 若从O→D时刻历时0.02s,则在1s内交变电流的方向改变100次
如图所示,小灯泡的规格为“4V,4W”,接在两光滑水平导轨的左端,导轨间距L=0.5m,电阻不计。金属棒ab垂直搁置在导轨上,电阻r为1Ω,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度B为1T。为使小灯泡正常发光,求:

  1. (1) 金属棒ab匀速滑行的速率;
  2. (2) 拉动金属棒ab的外力的功率。
空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN所示,一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S,将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示:磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示,则在t=0到t=t1的时间间隔内(   )

A . 圆环所受安培力的方向始终不变 B . 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C . 圆环中的感应电流大小为 D . 圆环中的感应电动势大小为
如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化,下列说法正确的是(   )

A . 当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小 B . 当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大 C . 当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大 D . 当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变
如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为 .现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程(   )

A . 杆的速度最大值为 B . 流过电阻R的电量为 C . 恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量 D . 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
如图甲所示,线圈总电阻r =0.5Ω,匝数n =10,其端点a、b与R =1.5Ω的电阻相连,线圈内磁通量变化规律如图乙所示。关于a、b两点电势 及两点电势差 ,正确的是(   )

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A . B . C . D .
如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向,下列关于线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,水平桌面上平放着导体圆环,圆环正上方靠近圆环直径的位置有一根直导线(靠近而不接触)。给直导线通以图示方向的电流I2 , 现稍移动直导线使圆环中产生图中所示方向的电流I1 , 则关于直导线的移动方向及稍微移动一点后圆环内部的磁通量变化,下列判断正确的是(    )

A . 向左移动,磁通量变大 B . 向左移动,磁通量变小 C . 向右移动,磁通量变大 D . 向右移动,磁通量变小
随着科学技术的不断发展,无线充电已经进入人们的视线,小到手表、手机,大到电动汽车的充电,都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。某品牌的无线充电手机进行无线充电的原理图如图所示。关于无线充电,下列说法正确的是(   )

A . 无线充电的工作原理是电磁感应 B . 将充电底座接到恒流电源上可以对手机进行充电 C . 无线充电底座可以对任意手机进行无线充电 D . 接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
如图甲所示,面积S=0.2m2的线圈,匝数n=630匝,总电阻r=1.0 , 线圈处在变化的磁场中,设磁场垂直纸面向外为正方向,磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化,方向垂直线圈平面,图甲中传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V,0.9W”,滑动变阻器R0上标有“10 , 1A”。则下列说法正确的是(   )

A . 电流表的电流方向向左 B . 线圈中产生的感应电动势为定值 C . 为了保证电路的安全,电路中允许通过的电流最大值为1A D . 若滑动变阻器的滑片置于最左端,为了保证电路的安全,图乙中的t0最小值为20s
如图所示,有一对与水平面夹角为θ=37°的足够长平行光滑倾斜导轨ab、cd,两导轨间距L=1m,顶端bc间连一电阻R,R=0.5Ω,在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场,其磁感应强度大小=1T。在导轨上横放一质量m=1kg,电阻r=0.5Ω、长度也为L的导体棒ef,导体棒与导轨始终接触良好,又在导轨ab、cd的顶端通过导线连接一面积为S=0.5m2 , 总电阻也为r、匝数N=100的线圈(线圈中轴线沿竖直方向),在线圈内加上沿竖直方向,且均匀增加的磁场B(图中未画出),连接线圈电路上的开关K处于断开状态。不计导轨电阻,取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2.

  1. (1) 从静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少;
  2. (2) 导体棒从静止释放到稳定运行的这段时间内,流过电阻R的电荷量q=6C,那么导体棒下滑的距离及R上产生的焦耳热是多少;
  3. (3) 现闭合开关K,为使导体棒静止于倾斜导轨上,那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小是多少?
如图所示,水平放置的平行光滑导轨左端连接开关K和电源,右端接有理想电压表。匀强磁场垂直于导轨所在的平面。ab、cd两根导体棒单位长度电阻相同、单位长度质量也相同,ab垂直于导轨,cd与导轨成60°角。两棒的端点恰在导轨上,且与导轨接触良好,除导体棒外,其余电阻不计。下列说法正确的是(   )

A . 闭合开关K瞬间,两棒所受安培力大小相等 B . 闭合开关K瞬间,两棒加速度大小相等 C . 断开开关K,让两棒以相同的速度水平向右切割磁感线,电压表无示数 D . 断开开关K,固定ab,让cd棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为;固定cd,让ab棒以速度v沿导轨向右运动时电压表示数为 , 则
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