电磁感应与电路 知识点题库

用均匀导线做成的正方形线框,每边长为0.2米,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀 强磁场中,如右图示,当磁场以每秒10特斯拉的变化率增强时, 线框中点a、b两点电势差是(     )

A . Uab=0.1伏; B . Uab=-0.1伏; C . Uab=0.2伏; D . Uab=-0.2伏。
如图所示,两根光滑平行的金属导轨相距5m,固定在水平面上,导轨之间接有电源盒开关,整个装置处于磁感应强度为2T,方向与导轨平行的匀强磁场中.当开关闭合时,一根垂直放在导轨上的导体棒MN恰好对金属导轨没有压力.若导体棒MN的质量为4kg,电阻为2Ω,电源的内阻为0.5Ω,其余部分电阻忽略不计,g=10m/s2 . 求:

  1. (1) 通过导体棒MN的电流大小;

  2. (2) 电源的电动势.

如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T.金属棒ab从上端由静止开始下滑,金属棒ab的质量m=0.1kg.(sin37°=0.6,g=10m/s2

  1. (1) 求导体棒下滑的最大速度;

  2. (2) 求当速度达到5m/s时导体棒的加速度;

  3. (3) 若经过时间t,导体棒下滑的垂直距离为s,速度为v.若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I0的表达式(各物理量全部用字母表示).

如图所示,MN右侧有一正三角形匀强磁场区域(边缘磁场忽略不计),上边界与MN垂直.现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框,从MN左侧垂直于MN匀速向右运动.导体框穿过磁场过程中所受安培力F的大小随时间变化的图象以及感应电流i随时间变化的图象正确的是(取逆时针电流为正)(   )

A . B . C . D .
如图所示,在水平界面EF、GH、JK间,分布着两个匀强磁场,两磁场方向水平且相反大小均为B,两磁场高均为L宽度圆限.一个框面与磁场方向垂直、质量为m电阻为R、边长也为L的正方形金属框abcd,从某一高度由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动,当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动.整个过程中空气阻力不计.则(   )

A . 金属框穿过匀强磁场过程中,所受安培力的方向保持不变 B . 金属框从ab边始进入第一个磁场至ab边刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量为2mgL C . 金属框开始下落时ab边距EF边界的距离h= D . 当ab边下落到GH和JK之间做匀速运动的速度v2=
半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内,一长为r,电阻为R的均匀直导棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器.直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.导轨电阻不计.下列说法正确的是(  )

A . 金属棒中电流从A流向B B . 金属棒两端电压为 2r C . 电容器的M板带正电 D . 电容器所带电荷量为 CBωr2
如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面 纸面 内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小 随时间t的变化关系为 ,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界 虚线 与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为 ,方向也垂直于纸面向里 某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在 时刻恰好以速度 越过MN , 此后向右做匀速运动 金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计 求:

  1. (1) 在 时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;
  2. (2) 在时刻 穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.
如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨水平距离l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=5Ω的电阻,在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=5T。一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求:

  1. (1) 从进入磁场到速度减为零的过程中通过电阻R的电荷量;
  2. (2) 电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
                       

  1. (1) 如图甲所示,两根足够长的平行导轨,间距L=0.3 m,在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B1=0.5 T。一根直金属杆MN以v=2 m/s的速度向右匀速运动,杆MN始终与导轨垂直且接触良好。求杆MN中产生的感应电动势E1
  2. (2) 如图乙所示,一个匝数n=100的圆形线圈,面积S1=0.4 m2。在线圈中存在面积S2=0.3 m2垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域,磁感应强度B2随时间t变化的关系如图丙所示。求圆形线圈中产生的感应电动势E2
如图所示, 为四条平行金属轨道,都处在水平面内, 间距2L, 间距L,磁感应强度B的有界匀强磁场垂直于纸面向里,边界与轨道垂直。ab、cd两段轨道在磁场区域正中间,到磁场左右边界距离均为s,轨道电阻不计且光滑,在 之间接一阻值R的定值电阻.现用水平向右的力拉着质量为m、长为2L的规则均匀金属杆从磁场左侧某处由静止开始向右运动,金属杆的电阻与其长度成正比,金属杆与轨道接触良好,运动过程中不转动,忽略与ab、cd重合的短暂时间内速度的变化.

图片_x0020_100018

  1. (1) 证明:若拉力为恒力,无论金属杆的内阻r为多少,都不能使金属杆保持匀速通过整个磁场.
  2. (2) 若金属杆内阻 ,使金属杆进入磁场后做匀加速直线运动,当金属杆到达磁场右边界时,整个回路通过的电量为多少?
  3. (3) 若金属杆内阻 ,通过改变拉力的大小,使金属杆从磁场左侧某处从静止开始出发,保持匀加速运动到达磁场右边界。已知金属杆即将到达ab、cd位置时拉力的大小 ,已在图中标出,试定性画出拉力大小随时间的变化关系图。(不需要标关键点的具体坐标,但图象应体现各段过程的差异。)
如图所示,在竖直向上磁感应强度为 匀强磁场中,两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平桌面上,间距 ,电阻不计,匀强磁场方向与导轨平面垂直,金属棒AB、CD水平放在两导轨上,相隔为 ,棒与导轨垂直并保持良好接触,AB棒质量为 ,CD棒质量为 ,两金属棒接入电路的总电阻 ,若CD棒以 的初速度水平向右运动,在两根金属棒运动到两棒间距最大的过程中,下列说法正确的是   

图片_x0020_1608380756

A . AB棒的最终速度大小为 B . 该过程中电路中产生的热量为 C . 该过程中通过导体横截面的电荷量为 D . 两金属板的最大距离为
如图甲所示,质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上,导轨由两根足够长间距d的平行金属杆组成,其电阻不计,在导轨左端接有阻值R的电阻,金属棒与导轨接触良好,整个装置位于磁感应强度B的匀强磁场中。从某时刻开始,导体棒在水平外力F的作用下向右运动(导体棒始终与导轨垂直),水平外力随着金属棒位移变化如图乙所示,当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是(   )

A . 导体棒ab匀速运动的速度为 B . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻R上通过的电量 C . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,电阻R上产生的焦耳热 D . 从金属棒开始运动到恰好匀速运动,金属棒克服安培力做功
如图所示,两根平行、光滑的金属导轨固定在倾角 = 的绝缘斜面上,导轨的间距L=1m,导轨所在的区域存在方向垂直于斜面向上、感应强度大小B=0.5T的匀强磁场,导轨的底端连接一定值电阻R2=1 ,导轨的上端通过开关S连接一线圈,线圈的匝数n=100、横截面积S=0.02m2 , 线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场,其磁感应强度B0均匀变化;在接近导轨上端的MN位置垂直放置一质量m=0.2kg有效阻值R1=0.5 的金属棒,金属棒恰好静止在导轨上,已知线圈和金属导轨的电阻忽略不计,g=10m/s2 , 下列说法正确的是(   )

A . 通过金属棒的电流大小为1A B . 线圈中磁场的磁感应强度B0均匀增大 C . 线圈中磁场的磁感应强度变化率为0.5Wb/s D . 定值电阻R2消耗的电功率为2W
如图所示,水平面内第二、三象限内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。将一根电阻R=0.5Ω的均匀导线围成一个闭合线圈Oab,已知ab刚好为四分之一圆弧,Oa长0.1m,t=0时Oa与x轴重合。现让线圈从如图所示位置开始绕O点以角速度 逆时针匀速转动。在一个周期内,下列说法中正确的是(   )

A . 通过线圈中电流的有效值为0.04A B . Oa两端只有在线圈进入和穿出磁场两个过程中有电压 C . 因为一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零,所以线圈中电动势的有效值为零 D . 因为一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零,所以通过线圈某一横截面的电荷量为零
嫦娥五号成功实现月球着陆和返回,鼓舞人心。小明知道月球上没有空气,无法靠降落伞减速降落,于是设计了一种新型着陆装置。如图所示,该装置由船舱、间距为l的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“∧”型刚性线框组成,“∧”型线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在一起,总质量为m1整个装置竖直着陆到月球表面前瞬间的速度大小为v0 , 接触月球表面后线框速度立即变为零。经过减速,在导轨下方缓冲弹簧接触月球表面前船舱已可视为匀速。已知船舱电阻为3r,“∧”型线框的质量为m2 , 其7条边的边长均为l,电阻均为r;月球表面的重力加速度为g/6。整个运动过程中只有ab边在磁场中,线框与月球表面绝缘,不计导轨电阻和摩擦阻力。

  1. (1) 求着陆装置接触到月球表面后瞬间线框ab边产生的电动势E;
  2. (2) 通过画等效电路图,求着陆装置接触到月球表面后瞬间流过ab型线框的电流I0
  3. (3) 求船舱匀速运动时的速度大小v;
  4. (4) 同桌小张认为在磁场上方、两导轨之间连接一个电容为C的电容器,在着陆减速过程中还可以回收部分能量,在其他条件均不变的情況下,求船舱匀速运动时的速度大小 和此时电容器所带电荷量q。
如图所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ固定在水平面上,导轨平面与水平面夹角为 , 间距 , M、P之间接定值电阻 , 导轨所在空间存在垂直于轨道平面向上,磁感应强度大小为的匀强磁场。质量 , 长度 , 电阻的导体棒ab垂直导轨放置。导轨电阻不计,先给导体棒沿斜面向下的外力F,使导体棒由静止开始做加速度的匀加速直线运动,以导体棒开始运动作为计时起点,重力加速度

  1. (1) 若撤掉外力F时导体棒恰好做匀速运动,求F的作用时间;
  2. (2) 以导体棒开始运动作为计时起点,请写出F随时间t的函数关系,并作出图像;
  3. (3) 若定值电阻2s内产生的热量,求2s内外力F所做的功。
如图所示,足够长的竖直放置的“”形光滑导轨的间距L=0.2m,导轨上端接一阻值R1=0.4Ω的定值电阻,一电阻R2=0.1Ω的导体棒ab与导轨垂直且接触良好,整个装置处于磁感应强度大小B=1T,方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场中。现将ab由静止释放,最终导体棒以大小v=20m/s的速度匀速下滑。导轨电阻及空气阻力均不计,取重力加速度大小g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 当导体棒ab匀速下滑时,回路中通过的电流I;
  2. (2) 导体棒ab的质量m。
如图所示,跳楼机将游客载至高空,然后释放。座舱自由下落一段时间后,先启动电磁制动系统使座舱减速,再启动液压制动系统继续减速,到达地面时刚好停下。如将钢结构座舱看作为一个边长为L,总电阻为R的单匝正方形线框,则座舱的下落过程可以简化如下:线框先自由下落h后,下边框进入匀强磁场时线框开始减速,下边框出磁场时,线框恰好做匀速直线运动。已知座舱的总质量为m,磁场区高度为L,磁感应强度大小为B,重力加速度为g。求:

  1. (1) 座舱刚进入磁场上边界时,感应电流的大小;
  2. (2) 座舱穿过磁场的过程中产生的焦耳热。
电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹,圆盘可绕过圆心O的竖直轴转动,转动过程中接触处在转动时不会产生阻力,空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘圆心O、圆盘边缘导电材料、电阻和开关连接成闭合回路。如图甲,圆盘区域内有竖直向下的匀强磁场,闭合开关 , 经足够长时间,圆盘转速稳定;如图乙,在A、O之间的一圆形区域内有竖直向下的匀强磁场(圆形磁场区域直径小于圆盘半径),闭合开关 , 经足够长时间,圆盘转速稳定。图甲和图乙中的两个磁场区域固定,其中的磁感应强度大小均为B。则(   )

A . 从上往下看(俯视),圆盘都沿逆时针方向转动 B . 转速稳定时,甲中圆盘转速比乙中圆盘转速大 C . 若断开开关 , 甲中圆盘仍然匀速转动 D . 若断开开关 , 乙中圆盘仍然匀速转动
如图所示,间距的光滑U形金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上.匀强磁场方向垂直斜面向上,质量、电阻的导体棒垂直导轨放置,由静止释放,导体棒沿导轨下滑2m达到最大速度。导轨上端接电阻 , 运动中导体棒与导轨始终保持良好接触,导轨足够长且电阻不计,重力加速度g取10。求:(结果可以保留分数)

  1. (1) 磁感应强度B的大小;
  2. (2) 此时a、b两点间的电势差;
  3. (3) 该过程电阻R上产生的焦耳热Q。、
最近更新