电磁感应综合问题 知识点题库

一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点,离O点下方 处有一宽度为 、垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示.现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直,忽略空气阻力),摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场,则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是.

相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放.(g=10m/S2

  1. (1) 求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;

  2. (2) 已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;

  3. (3) 求出cd棒达到最大速度所需的时间t0 , 并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的.

如图所示装置中,cd杆光滑且原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动(   )

A . 向右匀速运动 B . 向右加速运动 C . 向左加速运动 D . 向左匀速运动
如图所示,竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L,导轨间接有一定值电阻R,质量为m,电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触,且无摩擦,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,现将金属棒由静止释放,金属棒下落高度为h时开始做匀速运动,在此过程中(   )

A . 导体棒的最大速度为 B . 通过电阻R的电荷量为 C . 导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量 D . 重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量
如图甲所示,相距d的两根足够长的金属制成的导轨,水平部分左端ef间连接一阻值为2R的定值电阻,并用电压传感器实际监测两端电压,倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d、质量为m的金属棒ab电阻为R,通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上,滑环与导轨上MG、NH段动摩擦因数μ= (其余部分摩擦不计).MN、PQ、GH相距为L,MN、PQGH相距为L,MN、PQ间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B1的匀强磁场,PQ、GH间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B2 , 其他区域无磁场,除金属棒及定值电阻,其余电阻均不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,当ab棒从MN上方一定距离由静止释放通过MN、QP区域(运动过程ab棒始终保护水平),电压传感器监测到U﹣t关系如图乙所示:

  1. (1) 求ab棒刚进入磁场B1时的速度大小;

  2. (2) 求定值电阻上产生的热量Q1

  3. (3) 多次操作发现,当ab棒从MN以某一特定速度进入MNQP区域的同时,另一质量为2m、电阻为2R的金属棒cd只要以等大速度从PQ进入PQHG区域,两棒均匀速同时通过各自场区,试求B2的大小和方向.

如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面 纸面 垂直,磁场的上、下边界 虚线 均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd , 其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距 若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能    

A . 始终减小 B . 始终不变 C . 始终增加 D . 先减小后增加
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 L=1 m.导轨平面与水平面成 θ=37°角,下端连接阻值为 R=4Ω 的电阻。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为 B=1 T。质量 m=0.4kg、电阻 r=1Ω 的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直且接触良好,它们间的动摩擦因数 μ=0.25,金属棒以初速度 v0=20m/s 沿导轨滑下,g=10 m/s2 , 求:

  1. (1) 金属棒沿导轨下滑的最大加速度;
  2. (2) 金属棒下滑时电阻 R 消耗的最小功率;
  3. (3) 画出金属棒在下滑过程中的 v-t 图象。
如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右).则(   )

A . 导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a B . 导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a C . 导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D . 导线框进入磁场时.受到的安培力方向水平向左
如图所示,有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一半径为 r、电阻均匀分布且为 2R 的金属圆环放置在磁场中,金属圆环所在的平面与磁场垂直。金属杆 Oa 一端可绕环的圆心 O 顺时针旋转,另一端 a 搁在环上,电阻值为 R;另一金属杆Ob 一端固定在 O 点,另一端 b 固定在环上,电阻值也是 R。已知 Oa 杆以角速度ω匀速旋转,所有接触点接触良好,Ob 不影响 Oa 的转动,则下列说法正确的是(   )

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A . 流过 Oa 的电流可能为 B . 金属杆 Ob 两端最大的电势差为 C . O 点电势高于 a 点电势 D . 产生的感应电动势的大小为
如图所示,两根平行的光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab、cd跨在导轨上,ab的电阻R大于cd的电阻r,当cd在大小为F1的外力作用下匀速向右滑动时,ab在大小为F2的外力作用下保持静止,那么以下说法中正确的是(   )

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A . Uab>Ucd , F1>F2 B . Uab=Ucd , F1<F2 C . Uab=Ucd , F1=F2 D . Uab>Ucd , F1=F2
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 .
相互平行的两根足够长的金属导轨置于水平面上,导轨光滑,间距为d,导轨的左端连接有阻值为R的电阻,导轨自身电阻不计,垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B,现有一质量为m,电阻不计的金属棒垂直置于导轨上.

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  1. (1) 若给金属棒以向右的初速度v0,求在金属棒整个运动过程中电阻R上的焦耳热Q1
  2. (2) 若给金属棒施加一水平向右的恒力F,已知从金属棒开始运动到稳定运行的过程中,电阻R上的焦耳热为Q2 , 求此过程中流过R的电量q
如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(   )

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A . 运动的平均速度大小为 B . 下滑的位移大小为 C . 产生的焦耳热为qBLv D . 受到的最大安培力大小为
如图1所示,把一铜线圈水平固定在铁架台上,其两端连接在电流传感器上,能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。利用该装置可探究条形磁铁在穿过铜线圈的过程中,产生的电磁感应现象。两次实验中分别得到了如图2、3所示的电流—时间图线(两次用同一条形磁铁,在距铜线圈上端不同高度处,由静止沿铜线圈轴线竖直下落,始终保特直立姿态,且所受空气阻力可忽略不计),下列说法正确的是(   )

A . 条形磁铁的磁性越强,产生的感应电流峰值越大 B . 条形磁铁距铜线圈上端的高度越小,产生的感应电流峰值越大 C . 条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能越大,产生的感应电流峰值越大 D . 两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下
如图所示,固定在水平面的光滑金属导轨平行放置,左端接有一定值电阻R,导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。一个导体棒与弹簧左端相连,弹簧右端固定,导体棒放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻,弹簧恰处于自然长度且弹簧和导体棒垂直。现在突然给导体棒一个水平向右的初速度v0 , 导体棒在导轨上沿导轨左右往复运动。设导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则在导体棒从初始时刻向右运动到速度第一次为零的过程中,下列说法正确的是(   )

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A . 弹簧对导体棒的弹力对导体棒做正功 B . 导体棒克服安培力做的功等于电阻上产生的电热 C . 导体棒和弹簧组成的系统机械能守恒 D . 导体棒的动能减少量等于弹簧的弹性势能增加量加上电阻中产生的电热
两虚线之间存在如图所示方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B。由同一规格的导线制成边长为a的正方形导线框POMN,电阻为R。线框沿与磁场边界成45°角的方向进入磁场,速度大小为v。当导线框运动到图示位置时(   )

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A . 线框中感应电流方向MNPOM B . 线框中感应电流方向OPNMO C . MN两端的电压为Bav D . MN两端的电压为
如图甲,一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向,磁感应强度 在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向,则穿过圆环的磁通量 、圆环中的感应电流 、圆环的热功率 随时间变化的图像可能正确的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,光滑水平导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,左侧导轨间距为L,右侧导轨间距为2L,导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd 均垂直于导轨放置,处于静止状态。ab接入电路的电阻为R,cd接入电路的电阻为2R,两棒始终在对应的导轨部分运动,并始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度 , 则对此后的运动过程,下列说法正确的是(   )

A . 导体棒ab和cd组成的系统动量守恒 B . cd棒最终的速度为v0 C . 全过程中,通过导体棒cd的电荷量为 D . 从cd获得初速度到二者稳定运动,此过程系统产生的焦耳热为
如图,两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上,在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻。质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上,与导轨垂直,且接触良好,导轨电阻忽略不计,整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时,电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后,(    )

 

A . 通过导体棒 电流的最大值为 B . 导体棒MN向右先加速、后匀速运动 C . 导体棒 速度最大时所受的安培力也最大 D . 电阻R上产生的焦耳热大于导体棒 上产生的焦耳热
为了提高城市摩天大楼中电梯的运行效率并缩短候梯时间,人们设计了一种电磁驱动的无绳电梯,如图甲。图乙所示为电磁驱动的简化模型:光滑的平行长直金属导轨置于竖直面内,间距L=1m。导轨下端接有阻值R=1Ω的电阻,质量m=0.1kg的导体棒(相当于电梯车厢)垂直跨接在导轨上,导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上存在磁感应强度大小B=0.5T,方向垂直纸面向里的匀强磁场,导体棒始终处于磁场区域内,g取。t=0时刻,磁场以速度速度匀速向上移动的同时静止释放该导体棒。

  1. (1) 求t=0时刻导体棒的加速度大小;
  2. (2) 若导体棒随之运动并很快达到一个恒定速度,求该恒定速度的大小。
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