法拉第电磁感应定律及应用 知识点题库

如图所示,理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨,导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,金属杆MN垂直放置在导轨上,且接触良好.移动变压器副线圈上的滑动触头可改变副线圈匝数,副线圈上接有一只理想交流电压表,滑动变阻器R的总阻值大于定值电阻R0的阻值,线圈L的直流电阻、导轨和金属杆的电阻都忽略不计.现在让金属杆以速度 的规律在导轨上左右来回运动,运动过程中始终与导轨垂直,两灯A、B都发光.下列说法中正确的是(  )

A . 只增大T , 则灯A变暗、灯B变亮 B . 当时间t=T时,两灯都亮着,电压表的示数为零 C . 只将变阻器R的滑片下滑时,通过副线圈的电流减小,电压表的示数变大 D . 只增大v0 , 两灯都变亮,杆MN来回运动的最大距离变小
如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中(  )


A . φa>φbUab保持不变 B . φa>φbUab越来越大 C . φa<φbUab越来越大 D . φa<φbUab保持不变
如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨,顶端用一电阻R相连,两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直.一根金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点.整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,导轨与金属棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计.则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中,下列说法错误的是(  )

A . 回到出发点的速度v等于初速度v0 B . 上行过程中通过R的电荷量等于下行过程中通过R的电荷量 C . 上行过程中R上产生的热量大于下行过程中R上产生的热量 D . 上行的运动时间小于下行的运动时间
如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=30°,导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场,其上、下边界之间的距离s=1Om,磁感应强 度B﹣t图如图乙所示.长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计,垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处,在t=O时刻由静止释放,棒与导轨始终接触良 好,滑至导轨底端被环卡住不动.g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 棒运动到磁场上边界的时间;

  2. (2) 棒进人磁场时受到的安培力;

  3. (3) 在0﹣5s时间内电路中产生的焦耳热.

如图所示,将直径为d,电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B拉出,求这一过程中

  1. (1) 磁通量的改变量.

  2. (2) 通过金属环某一截面的电量.

如图所示为一个圆环形导体,有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程,环中感应电流的情况是(    )

A . 无感应电流 B . 有逆时针方向的感应电流 C . 有顺时针方向的感应电流 D . 先逆时针方向后顺时针方向的感应电流
如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体棒与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平恒力F沿轨道向右拉导体棒,导体棒由静止开始运动,当导体棒开始做匀速运动时,电阻消耗的功率为3W。求:

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  1. (1) 水平恒力F;
  2. (2) 导体棒匀速运动的速度;
如图所示,一对倾斜的光滑平行金属导轨,其平面与水平面的夹角为30°,导轨间距为L,接在两导轨间电阻的阻值为R.在与导轨垂直的虚线边界下侧,有方向垂直导轨平面向上的匀强磁场.现将质量为m、有效电阻为R的导体棒,在导轨上从距虚线边界上方L处由静止释放,导体棒进入磁场后恰好做匀速运动.巳知导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直,不计导轨的电阻,重力加速度为g.求:

  1. (1) 导体棒进入磁场时速度的大小;
  2. (2) 匀强磁场磁感应强度的大小.
如图所示,两根足够长的光滑导轨PQ、MN,平行固定在水平面上,导轨相距L=1m,左端用R=4Ω的电阻连接,一根导体棒ab质量m=0.5kg与两根轨道垂直并且接触良好,静止放在导轨上,导轨和ab的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现用水平恒力沿导轨向右拉导体棒,导体棒由静止开始运动,当导体棒开始做匀速运动后,电阻R消耗的功率为4W,求:

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  1. (1)    ab匀速运动时,ab电流的流向及速度;
  2. (2)    从静止开始到恰好匀速运动的过程中,电阻R产生的焦耳热Q=2J,该过程ab位移x的大小;
  3. (3) 从静止开始运动到恰好匀速运动,ab所用的时间t。
在“探究电磁感应的产生条件”实验中,

  1. (1) 如图1所示,线圈横卧在课桌上并与G表相连,将条形磁铁从线圈的左端插入、右端拔出,已知插入时G表指针向左偏转,则拔出时G表指针(填“向左”或“向右”)偏转,若条形磁铁S极正对线圈的右端并从右端插入、左端拔出,则插入时G表指针(填“向左”或“向右”)偏转,拔出时G表指针(填“向左”或“向右”)偏转。
  2. (2) 如图2所示,将学生电源和单刀开关、滑动变阻器、A线圈串联起来,将B线圈与G表连接起来。一般情况下,开关和A线圈应该与学牛电源的(填“直流”或“交流”)接线柱相连,闭合开关接通电源后,第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移至某一较小阻值,第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移至同一较小阻值,则第二次G表偏转的角度较(填“小”或“大”)。
如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈,其工作原理如图乙所示,则实验中不会使电流表指针发生偏转的是(  )

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A . 保持开关闭合 B . 开关闭合瞬间 C . 开关断开瞬间 D . 移动变阻器滑片
如图,abcd是边长L=0.1m、质量m=0.01kg的正方形导线框,框面竖直,线框每条边的电阻均为0.01 ,线框下方有一足够宽的匀强磁场区域,磁场的磁感应强度B=0.4T,方向与线框平面垂直,让线框从距磁场上边界h=5m处自由下落(ab平行于上边界),不计空气阻力,g=10m/s2。下列说法正确的是(   )

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A . cd边刚进入磁场时,通过cd边的电流方向从d到c B . cd边刚进入磁场时,cd两端的电势差为0.1V C . 线框进入磁场的过程中,通过cd边的电荷量为0.1C D . 线框进入磁场的过程中,线框产生的热量为0.01J
如图所示,两条相距L的光滑平行金属导轨足够长,位于纸面内,其左端接一阻值为R的电阻。空间存在两垂直于纸面向里的磁场B1和 B2 , B1 在面积为 S 的圆形区域内,B2 在垂直于导轨的边界MN右侧。0~t0内B1均匀增加,即 (k>0),t0后保持不变。0~3t0内B2恒定。0时刻将一金属棒垂直放置于两磁场间的导轨上,在外加水平恒力的作用下向右运动,2t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后匀速。电路中除定值电阻R外,其余电阻不计。求:

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  1. (1) 0~t0 内电阻 R 中电流I的大小和流向;
  2. (2) 恒力 F 的大小;
  3. (3) 0~3t0 内电阻 R 上产生的热量 Q。
如图所示,两根相距 、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值 的电阻相连,导轨间存在 、方向垂直导轨平面匀强磁场,一根质量 、电阻 的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直金属棒在外力F作用下以速度 沿导轨向右匀速运动,求:

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  1. (1) 金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势的大小;
  2. (2) 通过金属棒的电流大小及方向;
  3. (3) 外力F的大小。
如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。t=0时如图(a)所示,电容器两板间的电势差最大,电容器开始放电。T=0.005s时如图(b)所示,LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值,则(  )

A . 此LC振荡电路的周期T=0.01s B . t=0.025s时,回路电流方向与图(b)中所示电流方向相反 C . t=0.035s时,线圈中的磁场能最大 D . t=0.040s至t=0.045s时,线圈中的电流逐渐减小
如图所示,匀强磁场中有一等边三角形线框abc,匀质导体棒在线框上向右匀速运动。导体棒与线框接触点之间的感应电动势为E,通过的电流为I。忽略线框的电阻,导体棒与线框接触良好,则导体棒(     )

A . 从位置①到②的过程中,E增大、I增大 B . 经过位置②时,E最大、I为零 C . 从位置②到③的过程中,E减小、I不变 D . 从位置①到③的过程中,E和I都保持不变
如图所示,正方形MNPQ内的两个三角形区域存在匀强磁场,形状与MNPQ完全相同的闭合导线框M'N'P'Q'在外力作用下沿轴线OO'水平向左匀速运动。设通过导线框的感应电流为i,逆时针方向为电流的正方向,当t=0时M'Q'与NP重合,在M'Q'从NP运动到临近MQ的过程中,下列图像中不能反映i随时间t变化规律的是(     )

A . B . C . D .
无线充电是近年发展起来的新技术.如图所示,该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电,下列关于无线充电的说法正确的是(   )

A . 在充电过程中没有电能损失 B . 无线充电基座可以用直流电源供电 C . 无线充电基座可以对所有手机进行无线充电 D . 无线充电过程主要利用了电磁感应原理
如图a,两光滑金属导轨MN、M′N′相距L平行放置,导轨平面与水平面成θ夹角,MM′、NN′间分别连接阻值为R的电阻。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域内存在磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场区域的宽度均为d,相邻磁场间的无磁场区域的宽度均为s。一质量为m、阻值为R的金属棒ab跨放在两导轨上,从磁场区域Ⅰ上边界上方某处由静止释放,金属棒下滑过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好。导轨的电阻忽略不计,重力加速度为g。

  1. (1) 若金属棒能匀速通过磁场区域Ⅰ,求金属棒静止释放处距区域Ⅰ上边界的距离x1
  2. (2) 在(1)的条件下,求金属棒通过区域Ⅰ的过程中产生的热量Q;
  3. (3) 若金属棒在相邻磁场间无磁场区域中运动的时间均为t,求金属棒静止释放处与区域Ⅰ上边界的距离x2;并在图b中定性画出其自静止开始运动到区域Ⅲ下边界过程中的v-t图线。
磁悬浮列车是高速低耗交通工具,如图甲所示,它的驱动系统简化为如图乙所示的物理模型。固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L,匝数为N,总电阻为R;水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B、方向交互相反,边长均为L的正方形组合匀强磁场。当磁场以速度v匀速向右移动时,可驱动停在轨道上的列车,则(   )

A . 图示时刻线框中感应电流沿顺时针方向 B . 列车运动的方向与磁场移动的方向相反 C . 列车速度为时线框中的感应电动势大小为 D . 列车速度为时线框受到的安培力大小为
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