法拉第电磁感应定律及应用 知识点题库

如图所示,平行导轨间距为d , 一端跨接一个阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B , 方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,通过电阻R的电流强度是(  )


A . B . C . D .  
xOy平面内有一条抛物线金属导轨,导轨的抛物线方程为y2=4x , 磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向里,一根足够长的金属棒ab垂直于x轴从坐标原点开始,以恒定速度v沿x轴正方向运动,运动中始终与金属导轨保持良好接触形成闭合回路,如图甲所示.则所示图象中能表示回路中感应电动势大小随时间变化的图象是(  )


A . B . C . D .

如图甲所示,与水平面成θ角的两根足够长的平行绝缘导轨,间距为L,导轨间有垂直导轨平面方向、等距离间隔的匀强磁场B1和B2 , B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B;导轨上有一质量为m的矩形金属框abcd,其总电阻为R,框的宽度ab与磁场间隔相同,框与导轨间动摩擦因数为µ;开始时,金属框静止不动,重力加速度为g;

  1. (1) 若磁场以某一速度沿直导轨向上匀速运动时,金属框恰好不上滑,求金属框中电流大小;

  2. (2) 若磁场以速度v0沿直导轨向上匀速运动,金属框也会沿直导轨向上匀速运动,为了维持金属框的匀速运动,求磁场提供的最小功率;

  3. (3) 若t=0时磁场沿直导轨向上做匀加速直线运动;金属框经一段时间也由静止开始沿直导轨向上运动,其v﹣t关系如图乙所示(CD段为直线,△t、v1为已知);求磁场的加速度大小.

用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所示.把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场均匀减弱时(   )

A . 圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B . 圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C . 圆环和线框中的电流大小之比为 :1 D . 圆环和线框中的电流大小比为 2:1
一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电流增加一倍,下述方法可行的是(  )
A . 使线圈匝数增加一倍 B . 使磁感应强度的变化率增大一倍 C . 使线圈横截面积增加一倍 D . 使线圈匝数减少一半
如图匝数N=100匝、边长L=20cm的正方形线圈,置于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中,绕着垂直于磁场的轴以ω=100π rad/s的角速度匀速转动,当线圈平面跟磁感线平行时开始计时,线圈与外电路的总电阻为10Ω.该交流电的感应电动势的有效值为V,从0到5×10﹣3s时间内平均感应电动势为V.

如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线左侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向右、后水平向左.设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是(  )

A . B .   C . D .  
如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是(         )
A . B . C . D .
当穿过线圈的磁通量发生变化时,下列说法正确的是(   )
A . 线圈中一定有感应电流 B . 线圈中一定有感应电动势 C . 感应电动势的大小跟磁通量的变化量成正比 D . 感应电动势的大小跟线圈的电阻有关
如图1所示,100匝的线圈(图中只画了2 匝)两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场,线圈中的磁通量在按图2所示规律变化。下列说法正确的是(   )

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A . A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150V B . A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0V C . B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150V D . B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0V
如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则(   )

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A . 若线圈向右平动,其中感应电流方向是adcba B . 若线圈竖直向下平动,无感应电流产生 C . 当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是adcba D . 当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是abcda
如图所示,电阻r=0.1Ω的导体棒ab在外力作用下沿光滑平行导轨以速度v=5m/s向右做匀速运动。导轨的左端c、d间接有定值电阻R=0.4Ω,导轨间距L=0.4m,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面。求:

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  1. (1) 判断a、b两点电流方向及电势的高低;
  2. (2) 通过R的电流大小;
  3. (3) 外力做功的功率.
如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻 ,边长 。求

 

  1. (1) 在 时间内,金属框中的感应电动势E;
  2. (2) 时,金属框ab边受到的安培力F的大小和方向;
  3. (3) 在 时间内,金属框中电流的电功率P。
如图所示,一面积S=0.08m2的单匝矩形线圈以bc边为轴匀速转动,转速 rad/s,线圈处于垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中,E、F是两个集流环,线圈在转动时可以通过集流环保持与外电路的连接,外电路电阻R=2Ω,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,则下列说法中正确的是(   )

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A . 线圈在图示位置时感应电动势瞬时值最大 B . 电流表的示数为2A C . 线圈从图示位置转过90°过程中,流过R的电荷量为0.04C D . 电阻R的热功率为 W
如图所示,坐标系xOy平面为光滑水平面现有一长为d、宽为L的线框MNPQ在外力F作用下,沿x轴正方向以速度υ做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁场感应强度B=B0cos x,规定竖直向下方向为磁感应强度正方向,线框电阻为R,在t=0时刻MN边恰好在y轴处,则下列说法正确的是(    )

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A . 外力F是沿负x轴方向的恒力 B . 在t=0时,外力大小F= C . 通过线圈的瞬时电流I= D . 经过t= ,线圈中产生的电热Q=
如图所示,在光滑水平桌面上有一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,在导线框右侧有一边长为2L、磁感应强度为B、方向竖直向下的正方形匀强磁场区域。磁场的左边界与导线框的ab边平行。在导线框以速度v匀速向右穿过磁场区域的全过程中(   )

A . 感应电动势的大小始终为 B . 感应电流的方向始终沿abcda方向 C . 导线框受到的安培力先向左后向右 D . 导线框克服安培力做功
如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框ab,O为圆心,OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒,O、a之间连一电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,使OC以角速度 逆时针匀速转动,则(    )

A . 通过电阻R的电流方向由a经R到O B . 导体棒0端电势低于C端的电势 C . 回路中的感应电动势大小为 D . 回路中的感应电流大小为
一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示,下列说法中正确的是(     )

A . t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 B . t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C . t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D . 每当e变换方向时,线圈的感应电动势都为最大
如图所示,间距为的平行光滑导轨由水平部分和倾角为的斜面部分平滑连接而成。整个导轨上有三个区域存在匀强磁场,且磁感应强度大小均为 , 其中Ⅰ区磁场垂直于水平导轨但方向未知,Ⅱ区磁场方向竖直向下,Ⅲ区磁场下边界位于斜面底端且方向垂直于斜面向下,Ⅰ区宽度足够大,Ⅱ区和Ⅲ区的宽度均为。除Ⅰ区和Ⅱ区之间的导轨由绝缘材料制成外,其余导轨均由电阻可以忽略的金属材料制成且接触良好。两根质量均为、电阻均为的金属棒垂直于水平部分的导轨放置,初始时刻a棒静置于Ⅰ区、b棒静置于Ⅱ区和Ⅲ区间的无磁场区。水平导轨左侧接有电源和电容为的电容器,斜面导轨上端接有阻值为的电阻,且斜面上还固定着一根绝缘轻弹簧。当单刀双掷开关S接“1”对电容器充满电后,切换至“2”,电容器连通a棒,a棒会在Ⅰ区达到稳定速度后进入Ⅱ区,然后与无磁场区的b棒碰撞后变成一个联合体,联合体耗时穿越Ⅲ区后继续沿斜面向上运动并把弹簧压缩到最短,然后联合体和弹簧都被锁定,已知锁定后的弹簧弹性势能。不计联合体从水平面进入斜面的能量损失,忽略磁场的边界效应。则

  1. (1) Ⅰ区磁场方向(“竖直向上”或“竖直向下)和即将出Ⅲ区时联合体所受的安培力大小
  2. (2) a棒通过Ⅱ区时,a棒上产生的焦耳热
  3. (3) 电源的电动势E。
两根间距为L的平行光滑金属导轨如图放置,竖直导轨与水平导轨之间通过圆心角的圆弧导轨平滑连接,圆弧轨道半径为R,水平导轨上的两处是绝缘材料(使导轨两处的左右不能导通),导轨右端接入一电容为C的电容器。左侧区域空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为右侧区域空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为。现有一长为L,电阻为的金属棒b静止于导轨处,与导轨接触良好。另有一根长为L、电阻为的金属棒a与轨道接触良好,由处静止释放,在到达之前金属棒a已经作匀速运动,运动到处开始在一外力作用下匀速率通过导轨区域,当运动到处时撤去外力。已知金属棒a与金属棒b质量均为m,其他电阻忽略不计。

  1. (1) 求当金属棒a到达位置时的速度
  2. (2) 求在区域外力对金属棒a做的功W;
  3. (3) 若金属棒发生碰撞可视为弹性碰撞,且右侧导轨足够长,求平行板电容器上最多能够储存的电荷量q。
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