法拉第电磁感应定律及应用 知识点题库

两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L , 底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(  )

A . 金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b B . 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g C . 金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为 D . 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列i ­t图中正确的是(  )

A . B . C . D .
穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则(   )

A . 线圈中感应电动势每秒增加2V B . 线圈中感应电动势每秒减少2V C . 线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2V D . 线圈中感应电动势始终为2V
穿过一个电阻为2Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb,则(   )

A . 线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V B . 线圈中的感应电动势一定是2V C . 线圈中的感应电流一定是每秒减少2A D . 线圈中的感应电流一定是2A
如图所示的理想变压器,原、副线圈的匝数比n1n2=1∶2,U1=220 sinωtV,n1=1 100匝,以下说法中正确的是( )

A . 穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为1∶2 B . 穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等,均为 V C . 原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等,均为0.2 V D . 原、副线圈电压的最大值之比为1∶2
关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是  (    )
A . 只有当电路闭合, 且穿过电路的磁通量变化时,电路中才有感应电动势 B . 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流发生 C . 不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量变化,电路中就有感应电动势 D . 不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量变化,电路中就有感应电流
由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为Φ=Φmsinωt , 则产生的感应电动势为e=ωΦmcosωt如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACD(由细软弹性电阻丝制成)端点A、D固定。在以水平线段AD为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻恒定,圆的半径为R,用两种方式使导线框上产生感应电流。方式一:将导线上的C点以恒定角速度ω1(相对圆心O)从A点沿圆弧移动至D点;方式二:以AD为轴,保持∠ADC=45°,将导线框从竖直位置以恒定的角速度ω2转90°。则下列说法正确的是(   )

A . 方式一中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针 B . 方式一中,导线框中的感应电动势为e1=BR2ω1cosω1t C . 两种方式中,通过导线截面的电荷量相等 D . ω1=ω2 , 则两种方式电阻丝上产生的热量相等
矩形线圈的匝数为50,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示,下列结论正确的是(   )

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A . 在t=0.1 s和t=0.3 s时,电动势最大 B . 在t=0.2 s和t=0.4 s时,电动势改变方向 C . 电动势的最大值是50π V D . 在t=0.4 s时,磁通量变化率最大,其值为100π Wb/s
如图所示,某空间中存在一个有竖直边界的水平方向磁感应强度为B的匀强磁场区域,现将一个等腰梯形闭合导线圈abcd,从图示位置(ab边处于磁场区域的左边界)垂直于磁场方向水平从磁场左侧以速度v匀速拉过这个区域,其中ab=L,cd=3L,梯形高为2L,线框abcd的总电阻为R。下图中  , ,则能正确反映该过程线圈中感应电流i随时间t变化的是(规定adcba的方向为电流正方向)(   )

A . B . C . D .
如图,边长为 a、电阻为 R 的正方形线圈在水平外力的作用下以 速度v匀速穿过宽为 b 的有界的匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为 B, 从线圈开始进入磁场到线圈刚离开磁场的过程中,外力做功为  W。若 a>b,则 W=,若 a<b,则 W=

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如图所示,两个同心金属环水平放置,半径分别为r和2r,两环间有磁感应强度大小为B、方向垂直环面向里的匀强磁场,在两环间连接有一个电容为C的电容器,a、b是电容器的两个极板。长为r的金属棒AB沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好,并绕圆心以角速度 做逆时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是

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A . 金属棒中有从A到B的电流 B . 电容器a极板带正电 C . 电容器两端电压为 D . 电容器所带电荷量为
如图所示,边长为L的正方形单匝线圈abcd,ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场磁感应强度为B。线圈从图示位置开始,以角速度 绕OO′轴匀速转动,则(   )

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A . 图示位置线圈中感应电动势为零 B . 图示位置线圈中感应电动势最大 C . 线圈中感应电动势瞬时值表达式为 D . 线圈中感应电动势瞬时值表达式为
将A、B两单匝闭合圆形导线环如图所示放置,导线环B恰好与正方形的匀强磁场区域边界内切,磁场方向垂直于两导线环的平面,A、B导线环的半径之比rA:rB=2:1。若磁感应强度均匀增大,则A、B导线环中感应电动势之比为(   )

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A . 1:1 B . 4:1 C . 4:π D . 2:π
如图所示,在MN右侧区域有垂直于纸面向的匀强磁场,其磁感应强度随时间变化的关系为B=kt(k为大于零的常量)。一高为a、电阻为R的正三角形金属线框向右匀速运动。在t=0时刻,线框底边恰好到达MN处;在t=T时刻,线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中(   )


A . 线框中的电流始终为逆时针方向 B . 线框中的电流先逆时针方向,后顺时针方向 C . t= 时刻,流过线框的电流大小为 D . t= 时刻,流过线框的电流大小为
如图所示,两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上,其间距L=0.5m,左端接有阻值R=3 的定值电阻.一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上,金属杆的质量m=0.2kg,电阻r=2 ,整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中,t=0时刻,在MN上加一与金属杆垂直,方向水平向右的外力F,金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动,2s末撤去外力F,运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好.(不计导轨和连接导线的电阻,导轨足够长)求:

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  1. (1) 1s末外力F的大小;
  2. (2) 撤去外力F后的过程中,电阻R上产生的焦耳热.
如图,在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交,导线中电流方向如图所示.该区域有匀强磁场,通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同.该磁场的磁感应强度的方向可能是( )

A . 沿z轴正方向 B . 沿z轴负方向 C . 沿x轴正方向 D . 沿y轴负方向
下列方法中能够产生交变电流的是(    )
A . 闭合线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动 B . 金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动 C . 由一条导线折成的折线绕PQ在匀强磁场中匀速转动 D . 闭合线圈垂直磁感线不动,穿过线圈的磁通 量按照正弦规律变化
如图甲所示,倾角为θ的光滑斜面上有两个磁场区域,磁感应强度大小都为B,沿斜面宽度都为d,区域I的磁感应强度方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁感应强度方向垂直斜面向下,两磁场区域间距为d。斜面上有一矩形导体框,其质量为m,电阻为R,导体框ab、cd边长为L,bc、ad边长。刚开始时,导体框cd边与磁场区域I的上边界重合;t=0时刻,由静止释放导体框;t1时刻ab边恰进入磁场区域Ⅱ,框中电流为I1;随即平行斜面垂直于cd边对导体框施加力,使框中电流均匀增加,到t2时刻框中电流为I2。此时,cd边未出磁场区域I,框中电流如图乙所示。

  1. (1) 在0~t1时间内,导体框产生的热量Q;
  2. (2) 在0~t2时间内,通过导体框截面的电量q;
  3. (3) 导体框在t1~t2时间内做匀加速运动,求导体框加速度a的大小;
  4. (4) 写出t1~t2时间内施加在导体框上的力F与时间t的函数式。
如图甲所示,用表面绝缘的金属丝绕成的正方形闭合线框abcd放置于粗糙的水平桌面上,线框边长L=40cm、匝数N=50匝、质量m=0.20kg、电阻R=8.0Ω,虚线MN是线框中线,MN左侧空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示。已知线框与桌面之间的动摩擦因数µ=0.50。设线框与桌面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2求:

  1. (1) t1=1.2s时刻这50匝线框所受安培力的大小和方向;
  2. (2) 何时这50匝线框开始滑动,并求这50匝线框在滑动前所产生的焦耳热。
如图所示,两根光滑平行金属导轨放置在倾角为绝缘斜面上,两导轨间距导轨 , 导轨足够长且电阻忽略不计。导轨上端接一个阻值为的电阻。两导轨间分布着磁感应强度大小不变、方向垂直于斜面(向上与向下)交替变化的条形区域的匀强磁场,每一条形磁场区域的宽度为 , 相邻条形磁场区域的间距为 , 斜面处的磁场边界都是水平的。现一长为、质量为、电阻的导体棒水平放于导轨上,从离第一个有界磁场上边界距离为处静止开始下滑。已知导体棒离开每个有界磁场前有一段时间做匀速运动,导体棒通过每个磁场区域的时间都相同。求:

  1. (1) 磁场的磁感应强度B的大小;
  2. (2) 导体棒通过每一个磁场区域的过程,通过电阻R的电荷量q;
  3. (3) 从导体棒进入磁场开始计时,通过导体棒电流的有效值I。
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