5 电磁感应现象的两类情况 知识点题库

如图所示,在相距L=0.5m的两条水平放置无限长的金属导轨上,放置两根金属棒ab和cd,两棒的质量均为m=0.1kg,电阻均为r=1Ω,整个装置处于无限大、竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨电阻及摩擦力均不计.

  1. (1) 若将cd固定不动,从0时刻起,用一水平向右的拉力F的以恒定功率P=2W作用在ab棒上,使ab棒从静止开始运动,经过t=2.2s时ab棒已达到稳定速度,求此过程中cd棒产生的热量Q?.
  2. (2) 若从t=0时刻开始,用一水平向右的恒力F作用于ab棒上,使ab棒从静止开始运动,经过t=4s,回路达到了稳定状态,此后回路中电流保持0.6A不变.求第4秒末

    ①cd棒的加速度大小及ab棒与cd棒的速度之差;

    ②ab棒的速度大小.

如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生如箭头所示方向的瞬时感应电流,下列方法可行的是(   )

A . 使匀强磁场均匀增大 B . 使圆环绕水平轴ab如图转动30° C . 使圆环绕水平轴cd如图转动30° D . 保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动
如图所示,三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab,在外力作用下,保持ab跟OF垂直,以速度v匀速向右移动,设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的,ab与导轨接触良好, 则下列判断正确的是(   )

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A . 电路中的感应电动势大小不变 B . 电路中的感应电流大小不变 C . 电路中的感应电动势大小逐渐增大 D . 电路中的感应电流大小逐渐增大
如图所示,匝数n=100匝、截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化.处于磁场外的电阻R1=3.5 Ω,R2=6 Ω,电容C=30 μF,开关S始终闭合.求:

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  1. (1) 线圈两端M、N两点间的电压U;
  2. (2) 电容器所带的电荷量Q.
如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,取垂直于纸面向里为磁感应强度B的正方向,B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,在平行板电容器间,由静止释放一带正电的粒子(重力可忽略不计),假设粒子运动未碰到极板,不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响,下列关于板间电场强度、粒子在板间运动的位移、速度和加速度与时间的关系图象中(以向上为正方向)可能正确的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,abcd为水平放置的平行“ ”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(   )

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A . 电路中感应电动势的大小为 B . 电路中感应电流的大小为 C . 金属杆所受安培力的大小为 D . 金属杆的发热功率为
如图(a)所示的螺线管的匝数n=1500,横截面积S=20cm2 , 电阻r=1.5Ω,与螺线管串联的外电阻 =10Ω,R2=3.5Ω.若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图(b)所示的规律变化.求:

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  1. (1) 螺线管两端M、N间的电压.
  2. (2) 上消耗的电功率.
如图所示,两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,一端连接阻值为R的电阻.一金属棒垂直导轨放置,质量为m,接入电路的电阻为r.在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力,棒与导轨始终接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g.

  1. (1) 若金属棒以速度v0做匀速运动,求棒受到的拉力大小F1
  2. (2) 若金属棒在水平拉力F2作用下,棒运动的速度v随时间t按余弦规律变化,如图乙所示,取水平向右为正方向,从t=0时刻开始到第一次运动到最右端时的距离为x.求此过程中通过电阻R的电荷量q;
  3. (3) 在(2)的情况下,求t=0到t=T的过程中,整个回路产生的热量Q以及拉力F2做的功W.
如图所示,MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨,导轨电阻不计,置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,P、M间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好,阻值为 的金属导体棒ab垂直导轨放置,ab的质量为m。ab在与其垂直的水平恒力下作用下,在导线在上以速度v做匀速运动,速度v与恒力方向相同;导线MN始终与导线框形成闭合电路,已知磁场的磁感应强度大小为B,导线的长度恰好等于平行轨道的间距L,忽略摩擦阻力和导线框的电阻。求:

  1. (1) 金属棒以速度v匀速运动时产生的电动势E的大小;
  2. (2) 金属棒以速度v匀速运动时金属棒ab两端电压Uab
  3. (3) 金属棒匀速运动时。水平恒力F做功的功率P。
如图所示,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距 ,在导轨的一端接有阻值 的电阻,在 处有一垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感强度 .一质量 ,电阻 的金属棒垂直搁在导轨上,并以 的初速度进入磁场,在水平拉力 的作用下作持续的匀变速直线运动,加速度大小 、方向与初速度方向相反.棒与导轨接触良好,其余电阻均不计.求:

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  1. (1) 电流第一次减少为最大值一半时金属棒所处的位置;
  2. (2) 电流第一次减少为最大值的一半时拉力 的功率;
  3. (3) 已知金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻 上产生的热量 ,求该过程中拉力 所做的功.
如图所示,光滑绝缘的水平面上有一边长为L的正方形金属线框abcd,平行边界MN、PQ间有垂直于水平面向里的匀强磁场。已知线框的电阻为R,质量为m,线框ab边平行于MN,MN、PQ间的距离大于L。现给金属线框一水平向右的垂直于磁场边界的初速度v0 , 金属线框完全穿过磁场后速度大小为 。求:

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  1. (1) 线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q;
  2. (2) 匀强磁场的磁感应强度B的大小及线框完全进入磁场后速度v的大小;
  3. (3) 线框在进入磁场的过程中通过金属丝横截面的电荷量q。
两个有界匀强磁场宽度均为L,磁感应强度大小相等,磁场方向如图所示,有一电阻均匀的、边长为L的等腰直角三角形金属线框在垂直于磁场边界的外力F作用下匀速通过整个磁场区域,线框平面始终与磁场垂直,初始时刻,三角形金属线框的前端恰处在磁场左边界处,规定线框中的逆时针电流方向为正,垂直纸面向里的磁通量方向为正方向,则在穿过磁场的整个过程中,下列线框中的感应电流和穿过线框中的磁通量随位移变化的图像中可能正确的是(  )

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A . 图片_x0020_100007 B . 图片_x0020_100008 C . 图片_x0020_100009 D . 图片_x0020_100010
如图所示,水平桌面上放置有两条平行固定光滑无限长导轨AB与DC,轨道间距为L,A、D间连有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r,长为L的导体棒MN垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动,整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上(图中没有标出),磁感应强度的大小为B.g表示重力加速度,其余电阻不计,求:

  1. (1) 若给导体棒MN施加一水平向右的恒力 ,如图甲,求导体棒MN速度的最大值
  2. (2) 在(1)前提下,当导体棒MN速度的达到最大值时,撤去外力F,以该时刻导体棒MN所处位置为原点,向右建立x轴,求此后导体棒两端电压 与坐标x的函数关系;
  3. (3) 若在导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,轻绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态,如图乙所示。现若从静止开始释放物块,物块下落的高度为h时速度达到最大(物块不会触地),求物块由静止开始到下落到最大速度时电阻R产生的热量Q。
如图所示。现有两个宽度均为L的垂直于纸面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B , 方向相反。另有一个边长为L、质量为m的正方形线框,其电阻为R , 线框初始时与磁场的距离也为L , 若使线框从图示位置由静止开始下落,下列说法正确的是(  )

A . 若线框能够匀速进入磁场,则进入磁场时的速度 B . 若线框能够匀速离开磁场,则离开磁场时的速度 C . 若线框完全进入磁场后做匀速运动,则运动的速度 D . 线框在进入磁场的过程中,因没有受到外力作用,线框减少的重力势能完全转化成了线框的动能
如图所示,一质量为m的金属杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行,两轨间宽为L,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,杆的初速度为v,其余电阻均不计,则(    )

A . 由于金属杆和导轨之间无摩擦,回路中的感应电动势始终是BLv B . 金属杆所受的安培力方向与初速度方向相同 C . 金属杆所受的安培力逐渐减小 D . 电阻R上产生的总焦耳热为 mv2
如图所示,边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内,连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U,线框及小灯泡的总质量为m。在线框的下方有一匀强磁场区域,区域宽度为I,磁感应强度方向与线框平面垂直,其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始由静止下落,穿越磁场的过程中,小灯泡始终正常发光。则(    )

 

A . 有界磁场宽度l<L B . 磁场的磁感应强度应为 C . 线框匀速穿越磁场,速度恒为 D . 线框穿越磁场的过程中,灯泡产生的焦耳热为mgL
如图甲所示,面积为的100匝线圈处在匀强磁场中,线圈电阻 , 磁场方向垂直于线圈平面向里,已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,定值电阻。下列说法正确的是(   )

A . 线圈中产生的感应电动势均匀增大 B . 两点间电压为 C . 点电势比点电势低 D . 内通过电阻的电荷量为
如图所示,在光滑水平面上,固定的光滑导体棒MN的右侧存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,导体棒的左侧紧靠导体棒对称放置“V”字形框架,“V”字形框架的顶角。现用一水平向右的力以速度v匀速拉动框架进入磁场,框架与导体棒接触良好,“V”字形框架和导体棒MN材料和粗细完全相同,已知“V”字形框架的两边长度均为L,单位长度的电阻为k,求:

  1. (1) 当ac边一半长度进入磁场时,导体棒与“V”字形框架两接触点的电势差为多大;
  2. (2) 当ac边刚好完全进入磁场时,回路内的发热功率为多大。
如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长且不计电阻的平行金属导轨,两电阻均为r的相同光滑金属棒P、Q静止在导轨上。时用水平恒力F向右拉动金属棒Q,运动过程中金属棒P、Q始终与导轨垂直并接触良好;金属棒P、Q与导轨构成的回路中的电流用I表示、磁通量用表示,金属棒Q的加速度用a表示,其相对金属棒P的速度用表示。下列关于I、、a、与时间t的关系图像中错误的是( )

A . B . C . D .
如图所示,倾角的粗糙斜面上有一个质量 , 边长为1m的正方形金属线框abcd,其阻值为1.0Ω,与斜面间的动摩擦因数为0.25。边界EF上侧有垂直于斜面向上的匀强磁场。一质量为的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连,连接线框的细线与斜面平行且线最初处于松弛状态。现先释放线框再释放物体,当cd边离开磁场时线框以1m/s的速度匀速下滑,在ab边运动到EF位置时,细线恰好被拉直绷紧,随即物体和线框一起匀速运动一段时间后开始做匀加速运动。已知 , 以下说法正确的是( )

A . 线圈两次匀速运动的速度大小方向均不同 B . 匀强磁场的磁感应强度为1T C . 绳子绷紧前,M自由下落高度为1.25m D . 系统在线框cd边离开磁场至重新进入磁场过程中损失的机械能等于线圈产生的焦耳热
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