法拉第电磁感应定律及应用 知识点题库

如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,MN线与线框的边成45°角,EF分别为PSPQ的中点,关于线圈中的感应电流,正确的说法是( )

A . E点经过边界MN时,线框中感应电流最大 B . P点经过边界MN时,线框中感应电流最大 C . F点经过边界MN时,线框中感应电流最大 D . Q点经过边界MN时,线框中感应电流最大
如图所示,矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′,以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈共10匝,ab=0.3m,bc=0.6m,负载电阻R=45Ω.求:

  1. (1) 电阻R在0.05s内所发出的热量;

  2. (2) 0.05s内流过的电量(设线圈从垂直中性面开始转动)

如图甲所示,水平放置的线圈匝数n=200匝,直径d1=40cm,电阻r=2Ω,线圈与阻值R=6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求

  1. (1) 通过电阻R的电流方向;
  2. (2) 电压表的示数;
  3. (3) 若撤去原磁场,在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R上的电荷量为定值,并求出其值.
如图所示,矩形线框abcd,通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在如图的匀强磁场中.当线框向右运动时,下面说法正确的是(   )

A . R中无电流 B . R中有电流,方向为E→M C . ab中无电流 D . ab中有电流,方向为a→b
如图所示,质量为lk的金属杆置于相距1m的两水平轨道上,金属杆中通有方向如图所示,大小为20A的恒定电流,两轨道间存在坚直方向的匀强磁场.金属杆与轨道间的动摩擦因数为0 2,金属杆在磁场力作用下向右匀速运动(g取10m/s2).求:

  1. (1) 一分钟内通过金属杆横截面的电量

  2. (2) 磁感应强度B的大小.

如图所示,在水平界面EF、GH、JK间,分布着两个匀强磁场,两磁场方向水平且相反大小均为B,两磁场高均为L宽度圆限.一个框面与磁场方向垂直、质量为m电阻为R、边长也为L的正方形金属框abcd,从某一高度由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动,当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动.整个过程中空气阻力不计.则(   )

A . 金属框穿过匀强磁场过程中,所受安培力的方向保持不变 B . 金属框从ab边始进入第一个磁场至ab边刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量为2mgL C . 金属框开始下落时ab边距EF边界的距离h= D . 当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动的速度v2=
如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动,产生的交流电动势e=100 sin100πt(V)。下列说法正确的是:(   )

A . 交流电的频率为100Hz B . 交流电动势的有效值为100V C . 当线圈转到如图所示的位置时电动势最大 D . 当线圈转到如图所示的位置时穿过线圈的磁通量变化率最大
如图,条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置,一质量为 m 的金属球从半径为 R的半圆轨道的右端最高处沿半圆轨道由静止下滑,重力加速度大小为 g。下列正确的是(    )

A . 金属球中不会产生感应电流 B . 金属球可以运动到半圆轨道左端最高处 C . 金属球受到的安培力做负功 D . 最终系统产生的总热量为 mgR
如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行的方向飞入MN极板间,发现电子向N板偏转,则可能是(   )

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A . 电键S闭合瞬间 B . 电键S由闭合到断开瞬间 C . 电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动 D . 电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动
在匀强动场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动,如图1所示,产生的感应电动势如图2所示。则(   )

A . t=0.015s时线框的磁通量变化率为零 B . t=0.01s时线框平面与中性面重合 C . 线框产生的交变电动势的有效值为311V D . 交变电动势的表达式e=311sin(200πt)V
如图a所示,矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中,磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向,线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图b所示的感应电流,则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为(   )

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A . 图片_x0020_100014 B . 图片_x0020_100015 C . 图片_x0020_100016 D . 图片_x0020_100017
如图所示,平行光滑长导轨处于同一水平面内,相距为l,电阻不计,左端与阻值为R的电阻相连.金属杆质量为m,电阻为r,垂直于两导轨放置,整个装置放在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中.现对杆施加一水平向右的恒定拉力F,使它由静止开始运动.求:

  1. (1) 当杆的速度为v时,杆的加速度a;
  2. (2) 杆稳定时的速度
  3. (3) 若杆从静止到达稳定的过程中,杆运动的距离为s,则此过程回路中产生的热量Q为多少?
如图所示,质量为m=0.1kg闭合矩形线框ABCD,由粗细均匀的导线绕制而成,其总电阻为R=0.04Ω,其中长LAD=40cm,宽LAB=20cm,线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场,磁感应强度B=1.0T,磁场宽度d=10cm,线框在水平向右的恒力F=2N的作用下,从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动,线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时,恰好做匀速直线运动,速度大小为v1 , AB边从磁场右侧离开磁场前,线框已经做匀速直线运动,速度大小为v2 , 整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力F1=1N,且线框不发生转动。求:

(i)速度v1和v2的大小;

(ii)求线框开始运动时,CD边距磁场左边界距离x;

(iii)线图穿越磁场的过程中产生的焦耳热。

如图所示,一个匝数n的圆形线圈,半径 r1、电阻为R。在线圈中存在半径 r2(r2<r1)、垂直线圈平面向内的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B =B0- kt(B0、k 均为正数)。将线圈两端a、b 与一个阻值2R的电阻相连接,b 端接地。

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  1. (1) 计算圆形线圈上的磁通量Φ;
  2. (2) 圆形线圈上的电动势 E;
  3. (3) 判断通过电阻2R的电流方向,计算a 点的电势φa。(电流方向用 M、N 字母说明)
如图所示,在水平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属导轨,导轨间距L=2m,在虚线ab右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T,在导轨左端连接一个额定电压为3V的小灯泡(小灯泡电阻不变)。一根电阻为1.5Ω、长度也为L的金属棒在外力F的作用下以3m/s的速度进入磁场并匀速运动,小灯泡随即保持正常发光,金属棒与导轨始终保持良好接触,不计空气阻力。求:

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  1. (1) 小灯泡的额定功率P;
  2. (2) 外力F的大小。
如图所示是电流表的内部结构,以下说法正确的是(   )

A . 为了测量电流时更加灵敏,框架应该用塑料框 B . 因为磁场是辐向磁场所以框架在转动的过程中穿过框架的磁框架通量没有改变 C . 框架在转动的过程中有感应电流产生,感应电流方向与外界的电流方向相反 D . 电表在运输的过程中不需要做任何的处理
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨平行放置于同一水平面内,与导体棒、定值电阻构成闭合回路。在棒左侧空间存在竖直向下的匀强磁场,在棒右侧有一绝缘棒 , 棒与一端固定在墙上的轻弹簧接触但不相连,弹簧处于压缩状态且被锁定。

现解除锁定,棒脱离弹簧后以速度与棒碰撞并粘在一起,两棒最终静止在导轨上。整个过程中两棒始终垂直于导轨,棒与导轨始终接触良好。

已知磁感应强度的大小为B,棒的质量均为、长度均为 , 导体棒与定值电阻的阻值分别为。不计导轨的电阻以及电路中感应电流的磁场。求:

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  1. (1) 弹簧锁定状态时的弹性势能;
  2. (2) 整个过程中,棒中产生的焦耳热
  3. (3) 伽利略相信,自然界的规律是简洁明了的。他从这个信念出发,猜想落体一定是一种最简单的变速运动,它的速度应该是均匀变化的。但是,速度的变化怎样才算“均匀”呢?他考虑了两种可能:一种是速度的变化对时间来说是均匀的,另一种是速度的变化对位移来说是均匀的。请判断碰后导体棒的速度变化规律可能是上述两种情况中的哪一种,并分析论证。
如图所示,MN和PQ是两根足够长、电阻不计的相互平行、竖直放置的光滑金属导轨,匀强磁场垂直导轨平面。有质量和电阻的金属杆,始终与导轨垂直且接触良好。开始时,将开关S断开,让金属杆由静止开始下落,经过一段时间后,再将S闭合。金属杆所受的安培力、下滑时的速度分别用F、v表示;通过金属杆的电流、电量分别用i、q表示。若从S闭合开始计时,则F、v、i、q分别随时间t变化的图像可能正确的是(   )

A . B . C . D .
如图甲所示,两闭合线圈ab、cd内存在与线圈平面垂直的磁场,其磁感应强度B随时间的变化规律满足正弦曲线关系(如图乙所示)。已知两线圈相同,匝数匝、线圈面积为0.01m2 , 电阻。在cd两端接一理想电压表V ,ab两端接一阻值的电阻,规定磁场竖直向上为正。则(   )

A . 穿过cd线圈磁通量的最大值为x10-2 B . 理想电压表V的读数为4V C . 时刻,ab线圈中的电势b端高于a端 D . ab电路中的输出功率为3.2W
如图甲所示,空间中存在一方向与纸面垂直、磁感应强度随时间变化的匀强磁场,一边长为L的单匝正方形线框固定在纸面内,线框的电阻为R,线框一半面积在磁场中,M、N两点为线框与磁场边界的交点。t=0时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(   )

A . 0~t0时间内,线框所受安培力的方向水平向右 B . 0~t1时间内,M点的电势始终大于N点的电势 C . t0~t1时间内,线框中的感应电流沿逆时针方向 D . 线框中的感应电流为
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