电磁感应综合问题 知识点题库

如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ɛ;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ɛ′.则 等于(   )

A . B . C . 1 D .
如图,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是(   )

A . 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B . 动生电动势的产生与洛仑兹力有关 C . 动生电动势的产生与电场力有关 D . 动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向如图甲所示,左线圈连着正方形线框abcd,线框所在区域存在变化的磁场,取垂直纸面向里为正,磁感应强度随时间变化如图乙所示,不计线框以外的感生电场,右侧线圈连接一定值电阻R,下列说法中正确的是(  )

A . t1时刻ab边中电流方向由a→b,e点电势高于f点 B . 设t1、t3时刻ab边中电流大小分别为i1、i3 , 则有i1<i3 , e点与f点电势相等 C . t2~t4时间内通过ab边电量为0,定值电阻R中无电流 D . t5时刻ab边中电流方向由a→b,f点电势高于e点
如图所示,宽为L的光滑导轨竖直放置,左边有与导轨平面垂直的区域足够大匀强磁场,磁感应强度为B,右边有两块水平放置的金属板,两板间距为d。金属板和电阻R都与导轨相连。要使两板间质量为m、带电量为-q的油滴恰好处于静止状态,阻值也为R的金属棒ab在导轨上的运动情况可能为(金属棒与导轨始终接触良好)(   )

A . 向右匀速运动,速度大小为2dmg/ BLq B . 向左匀速运动,速度大小为2dmg/ BLq C . 向右匀速运动,速度大小为dmg/2BLq D . 向左匀速运动,速度大小为dmg/2BLq
如图所示,AD与A1D1为水平位置的无限长平行金属导轨,DC与D1C1为倾角为θ=37°的平行金属导轨,两组导轨的间距均为L=1.5m,导轨电阻忽略不计。质量为m1=0.35kg、电阻为R1=1Ω的导体棒ab置于倾斜导轨上,质量为m2=0.4kg、电阻为R2=0.5Ω的导体棒cd置于水平导轨上,轻质细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩,导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T,初始时刻棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑。(g取10m/s2 , sin37°=0.6)

  1. (1) 求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ
  2. (2) 在轻质挂钩上挂上物体P,细绳处于拉伸状态,将物体P与导体棒cd同时由静止释放,当P的质量不超过多大时,ab始终处于静止状态?(导体棒cd运动过程中,ab、cd一直与DD1平行,且没有与滑轮相碰。)
  3. (3) 若P的质量取第2问中的最大值,由静止释放开始计时,当t=1s时cd已经处于匀速直线运动状态,求在这1s内ab上产生的焦耳热为多少?
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低面向里,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,下列各图中正确的是(  ) 


A . B . C . D .
如图甲所示,MN、PQ为间距L=1.0m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=6Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.1kg电阻为r(大小未知)的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中金属棒沿斜面下滑的距离为S=4m,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.取g=10m/s2 . (sin370=0.6,sin530=0.8) 求:

 

  1. (1) 金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
  2. (2) 金属棒的电阻r;
  3. (3) 若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
如图所示,两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路.两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻不计.在整个空间内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0 , 两导体棒在运动中始终不接触.求:

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  1. (1) 运动中两棒产生的总焦耳热以及当ab棒的速度为 时,cd棒的加速度.
  2. (2) 运动中,流过导体棒ab的总电量以及两棒的最大相对位移.
如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻 ,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高度为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问:

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  1. (1) 金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
  2. (2) 金属棒经过多长时间落到地面?
  3. (3) 金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
如图所示,有一倾角α=37°的粗糙斜面,斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH,其宽度GI=HJ=L=0.5m.有一质量m=0.5Kg的“日”字形匀质导线框abcdef,从斜面上静止释放,释放时ef平行于GH且距GH为4L,导线框各段长 ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m,线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.5Ω,其余电阻不计.已知ef边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动,不计导线粗细,重力加速度g=10m/s2(sin37°=0.6,sin53°=0.8),求:

  1. (1) ef边刚进入磁场时的速度v
  2. (2) 匀强磁场的磁感应强度B
  3. (3) 线框从开始运动到ab边穿出磁场过程中ab边发的焦耳热为多少?
如图所示,水平放置的光滑金属长导轨 之间接有电阻R,导轨左、右两区域分别处在方向相反与轨道垂直的匀强磁场中,右侧区域足够长,方向如图。设左、右区域磁场的磁感强度为B1和B2 , 虚线为两区域的分界线。一根金属棒ab放在导轨上并与其正交,棒和导轨的电阻均不计。金属棒在水平向右的恒定拉力作用下,在左面区域中恰好以速度为v做匀速直线运动,则(    )

A . 若B2=B1 , 棒进入右面区域后先做加速运动,最后以速度2v做匀速运动 B . 若B2=B1 , 棒进入右面区域中后仍以速度v做匀速运动 C . 若B2=2B1 , 棒进入右面区域后先做减速运动,最后以速度 做匀速运动 D . 若B2=2B1 , 棒进入右面区域后先做加速运动,最后以速度4v做匀速运动
如图所示,空间内有一磁感应强度 的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H,磁场的正上方有一长方形导线框,其长和宽分别为 ,质量 ,电阻 。将线框从距磁场高 处由静止释放,线框平面始终与磁场方向垂直,线框上下边始终保持水平,重力加速度取 。求:

  1. (1) 线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小;
  2. (2) 若在线框上边缘进入磁场之前,线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q;
  3. (3) 请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中,线框速度v随t变化的图像(定性画出)。
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为1m,导轨平面与水平面夹角θ=30°,导轨上端跨接一定值电阻R=8Ω,导轨电阻不计,整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B=5T,金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为1kg,电阻为2Ω,重力加速度为g=10m/s2。现将金属棒由静止释放,沿导轨下滑距离为2m时,金属棒速度达到最大值,则这个过程中(    )

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A . 金属棒的最大加速度是5m/s2 B . 金属棒cd的最大速度是 m/s C . 通过金属棒横截面的电量q=1C D . 电阻R上产生的电热为Q=8J
如图甲所示,在光滑绝缘水平面内,两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与水平面垂直,边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内,cd边与磁场边界平行。T=0时刻线框在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场,回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示,下列说法正确的是(   )

A . 水平外力为恒力 B . 匀强磁场的宽度为 l C . ab边开始计时到离开磁场的时间为 t0 D . 线框出磁场过程中水平外力做的功小于线框进入磁场过程中水平外力做的功
足够长的光滑平行金属导轨如图所示,倾斜导轨与水平面成 ,导轨相距均为 ,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆ab、cd,金属杆与导轨接触良好。金属杆ab、cd质量均为 ,电阻分别为 ,其余电阻不计。在水平导轨和倾斜导轨区域有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小 。已知从 时起,金属杆ab在外力F1的作用下由静止开始水平向左运动,金属杆cd在水平向右的外力F2的作用下始终保持静止状态,且 ,g取10m/s2

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  1. (1) 通过计算判断金属杆ab的运动情况;
  2. (2) 从 时刻起,求1s内通过金属杆cd的电荷量。
如图所示,固定的光滑平行金属导轨间距为 L , 导轨电阻不计,上端 ab 间接有阻值为 R 的电阻,导轨平面与水平面的夹角为 θ , 且处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中.质量为 m、长度为 L、电阻为 r 的导体棒与一端固定的弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0 . 整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为 k , 弹簧的中心轴线与导轨平行.下列说法正确的是(   )

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A . 初始时刻通过电阻 R 的电流 I 的大小为 B . 初始时刻通过电阻 R 的电流 I 的方向为 ba C . 若导体棒第一次回到初始位置时,速度变为 v , 则此时导体棒的加速度大小 a= gsinθ D . 若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为 Ep , 则导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热 Q =
图1所示, 是两条间距为 的平行金属导轨, 处平滑连接,导轨电阻不计,右端接有阻值为 的电阻, 为倾斜导轨,倾角 ,其间存在垂直于斜面向上的匀强磁场, 为光滑水平导轨,其中 右侧有竖直向上的匀强磁场,两个区域的磁感应强度大小相等。若将质量为 、电阻为 的金属棒从斜轨上不同高度处由静止释放,当释放点的高度 大于等于 时,均停在水平导轨上的 处,且金属棒在倾斜轨道上运动的加速度 与速度 的关系如图2所示。现将金属棒从 高处静止释放,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,已知 。求:

  1. (1) 金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数 和磁感应强度大小
  2. (2) 金属棒在倾斜轨道上运动的过程中,电阻 上产生的焦耳热
  3. (3) 金属棒在水平轨道上的磁场区域运动的过程中,通过金属棒的电荷量
如图所示,矩形闭合导体框在水平边界PQ的上方,PQ下方足够大的区域内存在水平向里的匀强磁场,当矩形闭合导体框abcd从PQ上方由静止释放时,导体框下落过程形状不变,ab边始终保持与PQ平行,导体框所在平面与磁场方向垂直。若将导体框从PQ上方某一高度H处由静止释放,结果导体框恰好匀速进入磁场。现将导体框从PQ上方低于H处由静止释放并开始计时,用 分别表示导体框ab边和cd边刚进入磁场的时刻,不计空气阻力,下列反映导体框下落过程中速度v随时间t变化规律的图像中,可能正确的是(  )

A . B . C . D .
如图甲所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平成θ=30°角固定,间距为L=1m,质量为m的金属杆ab平行MP放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=1T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻,Q、N间接有电阻箱R。现从静止释放ab,改变电阻箱的阻值R,测得最大速度为vm , 得到 的关系如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取10m/s2 , 则(   )

A . 金属杆中感应电流方向为b指向a B . 金属杆所受的安培力沿轨道向下 C . 定值电阻R1阻值为1Ω D . 金属杆ab的质量为4kg
如图甲,倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,空间存在垂直斜面向上的匀强磁场,直线L1和L2为磁场的上、下边界,磁场的磁感强度B随时间t变化的规律如图乙所示。质量为m、电阻为R的单匝矩形线框abcd有一半处在磁场中,0~t0时间内线框在外力作用下处于静止状态,t0时刻撤去外力,线框沿斜面向下运动,线框离开磁场前已经做匀速运动,ab=l,bc=2l,L1和L2之间的距离为x0 , 重力加速度为g。求∶

  1. (1) 0~t0时间内,线框中的电流I1的大小和方向;
  2. (2) t=0时线框所受到的外力F的大小
  3. (3) 线框从开始运动到离开磁场,线框中产生的热量Q。
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