5 电磁感应现象的两类情况 知识点题库

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0.3s的时间拉出,外力所做的功为W1 , 通过导线横截面的电荷量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2 , 通过导线横截面的电荷量为q2 , 则(   )

A . W1<W2 , q1<q2 B . W1<W2 , q1=q2 C . W1>W2 , q1=q2 D . W1>W2 , q1>q2
如图所示,两根平行导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,间距d=0.4m.导轨由两部分组成,虚线MN为两部分的分界线.MN以下导轨由金属材料制成,其长度L=1.0m,电阻不计,底端接有一只标称值为“2V 0.5A”的小灯泡;MN以上导轨足够长,由绝缘材料制成.整个空间存在垂直斜面向上的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的光滑导体棒从绝缘导轨上某位置由静止释放,当ab通过MN后小灯泡立即正常发光且亮度保持不变,直至ab离开轨道.ab在滑动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10m/s2 , 试求:

  1. (1) ab从绝缘导轨上释放时的位置与MN相距多远?

  2. (2) 若有与ab相同的光滑导体棒若干,每隔多长时间释放一根才能使小灯泡持续正常发光?该发电装置的效率多大?

图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路.线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同时,该电流为正,否则为负.电键K1和K2都处在断开状态.设在t=0时刻,接通电键K1 , 经过一段时间,在t=tl时刻,再接通电键K2 , 则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图?(   )

A . B .    C . D .
如图甲所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好。在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力F随时间t的变化关系,则图中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是(  )

A . B . C . D .
如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ , 上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L , 质量分别为2mm;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca , 并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B , 方向垂直于斜面向上.已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R , 两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ , 重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑.求:

  1. (1) 作用在金属棒ab上的安培力的大小;
  2. (2) 金属棒运动速度的大小.
如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab,导轨一端连接电阻R,其它电阻均不计。磁感应强度为B    的匀强磁场垂直于导轨平面向下,金属棒ab在水平恒力F作用下由静止开始向右运动。则(  )

A . 随着ab运动速度的增大,其加速度减小 B . 恒力F对ab做的功大于电路中产生的电能 C . 当ab做匀速运动时,恒力F做功的功率大于电路中的电功率 D . 只有ab做匀速运动时,它克服安培力做的功等于电路中产生的电能
如图所示,平行导轨宽为L、倾角为θ , 处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感强度为BCD为磁场的边界,导轨左端接一电流传感器,CD右边平滑连一足够长的导轨。质量为m、电阻为R的导体棒ab长也为L , 两端与导轨接触良好,自导轨上某处由静止滑下。其余电阻不计,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g

  1. (1) 棒ab上的感应电流方向如何?
  2. (2) 棒ab在磁场内下滑过程中,速度为v时加速度为多大?
  3. (3) 若全过程中电流传感器指示的最大电流为I0。求棒ab相对于CD能上升的最大高度。
一正三角形导线框ABC(高度为a)从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。下图反映感应电流Ⅰ与线框移动距离x的关系,以逆时针方向为电流的正方向。图像正确的是(    )

A . B . C . D .
如图所示,在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场,第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B。直角扇形导线框半径为L、总电阻为R,在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流的有效值是( )

A . I= B . I= C . I=0 D . I=
如图1所示,一个匝数n=10的圆形导体线圈,面积S1=0.4m²,电阻r=1Ω。线圈处于垂直线圈平面向里的匀强磁场区域中,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示。有一个R=4Ω的电阻,将其两端与图1中的圆形线圈相连接,求:

  1. (1) 在0~0.2s时间内产生的感应电动势E的大小;
  2. (2) 在0~0.2s时间内通过电阻R的电荷量q的大小;
  3. (3) 线圈电阻r消耗的功率Pr的大小。
如图所示,一个有三条边的正方形水平固定导线框 和半径为a的半圆环构成一个闭合回路,已知半圆环中磁感应强度随时间按 变化,磁场方向垂直纸面向里,导线框和半圆环单位长度的电阻均为r,求:

图片_x0020_100022

  1. (1) QN两点电势差的大小;
  2. (2) 整个电路中产生的热功率。
如图所示,边长为l的正方形线框abcd放置在光滑绝缘的水平面上,在水平外力F作用下,以速度v向左匀速通过宽为2l的有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。从ab边开始进入磁场至ab边恰要离开磁场过程中,下列关于线框所受外力F、线框ab两点间的电势差Uab电流强度I及通过线框的电量q随时间t变化的图像正确的是(   )

图片_x0020_100009

A . 图片_x0020_100010 B . 图片_x0020_100011 C . 图片_x0020_100012 D . 图片_x0020_100013
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行固定放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的粗细均匀金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆ab的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆ab接触良好,重力加速度大小为g。已知金属杆沿导轨下滑时间为t时,金属杆沿导轨下滑的位移大小为x,速度大小为v。

图片_x0020_900467088

  1. (1) 求t时刻末金属杆中产生的电动势和电阻上的发热功率;
  2. (2) 若在同一时间t内,电阻上产生的热量与一恒定电流I0在该电阻上产生的热量相同,求该恒定电流I0的表达式。
如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R,水平外力F平行于导轨,随时间t按图乙所示变化,导体棒在F作用下沿导轨运动,始终垂直于导轨,在 时间内,从静止开始做匀加速直线运动。图乙中 为已知量,不计ab棒、导轨电阻。则(  )

A . 以后,导体棒一直做匀速直线运动 B . 以后,导体棒先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动 C . 时间内,导体棒的加速度大小为 D . 时间内,通讨导体棒横截面的电荷量为
如图所示,一不计电阻的导体圆环,半径为r、圆心在O点,过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条,辐条与圆环接触良好,现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰与圆环直径在同一直线上,现使辐条以角速度 绕O点逆时针转动,右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触, 处于闭合状态,不计其他电阻,则下列判断正确的是(  )

A . 通过 的电流方向为自上而下 B . 感应电动势大小为 C . 理想电压表的示数为 D . 理想电流表的示数为
如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度也为a、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里。线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的三分之一,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速通过磁场。整个运动过程中线框不发生转动且不计空气阻力,重力加速度为g。则下列说法中正确的是(   )

A . 线框离开磁场后继续上升的高度为 B . 线框向上穿过磁场的过程中产生的焦耳热 C . 线框向上穿过磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 D . 线框向上穿过磁场的时间
法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是(   )

A . 若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定 B . 若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动 C . 若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化 D . 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则R上的电流也变为原来的2倍
如图所示,有一对间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨,左侧导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,上端与电阻R=2.0Ω相连,右侧导轨平面水平且足够长,左右两部分导轨在PQ处平滑连接,导轨电阻不计。左侧导轨平面MNFE区域内有一匀强磁场垂直导轨平面向上,右侧导轨平面的YZ右侧区域也有一匀强磁场垂直导轨平面向上,两个匀强磁场的大小均为B=1.0T。有两根金属棒ab和cd,质量均为m=0.1kg、接入电路部分的电阻均为r=2.0Ω,cd棒原来静止在YZ左侧的水平导轨上,ab棒在导轨上由MN上方某处由静止释放,下滑过程与导轨接触良好且始终与PQ平行,到达MN处恰好开始匀速运动,已知ME=EP=L,取重力加速度g=10m/s2。求:

  1. (1) ab棒穿过斜面磁场过程中流过ab棒的电流大小和方向及此过程中安培力对ab棒做的功;
  2. (2) 若ab棒和cd棒发生弹性碰撞,则碰后cd棒的速度是多大?
  3. (3) 最后cd棒停在水平轨道上,求cd棒运动过程中经过cd棒的电荷量及cd棒上产生的焦耳热。

    (本题第(2)小题和第(3)小题的结果可用根式和分数表示)

两根足够长的平行金属导轨间的距离为1 m,导轨所在的平面与水平面间的夹角为θ=30°。在导轨所在平面内,分布有磁感应强度大小为1.0 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。把一个质量为0.5 kg的导体棒ab放在金属导轨上,在外力作用下保持静止,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,与金属导轨接触的两点间的导体棒电阻为R1=1.5 Ω。导轨电阻不计,重力加速度取g=10 m/s2 , 金属导轨足够长。完成下列问题:

  1. (1) 如图甲所示,金属导轨的一端接一个内阻r=0.5 Ω、电动势E=10 V的直流电源,撤去外力后导体棒仍能静止,求导体棒所受的摩擦力;
  2. (2) 如图乙所示,金属导轨的上端接一个阻值为R2=0.5 Ω的定值电阻,导体棒与导轨间的动摩擦因数为 , 撤去外力让导体棒由静止开始下滑,当导体棒的速度达到2 m/s时,求此时导体棒的加速度。
  3. (3) 求第(2)问中导体棒所能达到的最大速度vm
如图所示(俯视),MN、PQ为水平放置的足够长的水平平行光滑导轨,导轨间距为L,导轨左端连接的定值电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,将电阻为r的金属棒ab垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨电阻不计,现对棒施加水平向右的恒力F作用,使棒由静止开始向右运动,当通过R的电荷量达到q时,导体棒ab刚好达到最大速度。求:

  1. (1) 导体棒从释放到棒达到的最大速度
  2. (2) 导体棒从释放到棒达到最大速度时滑动的距离s;
  3. (3) 导体棒从释放到棒达到最大速度的过程中电路产生的热能Q。
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