电磁感应与电路 知识点题库

如图所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角α=30°,下端A、C用导线相连,导轨电阻不计.PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,磁场的宽度d=0.6m,边界PQ、HG均与导轨垂直.电阻r=0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上,棒两端始终与导轨电接触良好,从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放,当金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,棒在运动过程中始终与导轨垂直,取g=10m/s2

求:

  1. (1) 金属棒进入磁场时的速度大小v;

  2. (2) 金属棒的质量m;

  3. (3) 金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q.

如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v2=2v1 , 在先后两种情况下(   )

A . 线圈中的感应电流之比I1:I2=2:1 B . 作用在线圈上的外力大小之比F1:F2=1:2 C . 线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=1:2 D . 通过线圈某一截面的电荷量之比q1:q2=1:1
如图所示,电阻r=0.3Ω,质量m=0.1kg的金属棒CD垂直静置在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R=0.5Ω的电阻,有一理想电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现给金属棒加一水平向右的恒定外力F,观察到电压表的示数逐渐变大,最后稳定在1.0V,此时导体棒的速度为2m/s.g=10m/s2 . 求

  1. (1) 拉动金属棒的外力F多大?在此过程中金属棒的最大加速度为多大?

  2. (2) 当金属棒的加速度为其最大加速度的一半时,电压表的示数多大:

  3. (3) 当电压表读数稳定后某一时刻,撤去外力F,求此后电阻R上产生的热量是多少?

如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距l,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下,一质量为m的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨从静止 开始以加速度a向右匀加速运动,运动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好,已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略,求:

  1. (1) t时刻导体棒产生的电动势的大小;
  2. (2) t时刻电阻R消耗的功率;
  3. (3) t时间内流过R的电荷量.
如图所示,一个匝数为n的圆形线圈,面积为S,电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接,在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域,磁感应强度B随时间t均匀增加,当 时线圈中产生的感应电流为I1;当 时,其他条件不变,线圈中产生的感应电流变为I2。则通过电阻R的电流方向及I1与I2之比分别为(   )

A . c→d,I1:I2=1:2 B . c→d,I1:I2=2:1 C . d→c,I1:I2=2:1 D . d→c,I1:I2=1:2
如图所示,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20 cm2 , 螺线管导线电阻r=1 Ω,电阻R=4 Ω,磁感应强度B的B­t图像如图所示(以向右为正方向),下列说法正确的是(   )

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A . 通过电阻R的电流方向是从A到C B . 感应电流的大小保持不变为2.4 A C . 电阻R的电压为6 V D . C点的电势为4.8 V
足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,求:

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  1. (1) 导体棒MN受到的最大摩擦力;
  2. (2) 导体棒EF上升的最大高度.
  3. (3) 当导体棒EF返回出发点时导体棒MN的加速度
如图所示,光滑水平面上一个正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度B随时间均匀增加,变化率为10T/s.导体框质量 ,边长 ,总电阻 ,在 的恒定外力作用下由静止开始运动.求:

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  1. (1) 导体框在磁场中的加速度大小;
  2. (2) 导体框中感应电流做功的功率.
如图所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成 ,右导轨平面与水平面成 37°,两导轨相距L=0.2m,电阻不计.质量均为m=0.1kg,电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为 =0.5,整个装置处于方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中.现让cd固定不动,将金属棒b由静止释放,当b沿导轨下滑x=6m时,速度刚好达到稳定,此时,整个回路消耗的电功率为P=0.8w,g取10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

 

  1. (1) 磁感应强度B的大小
  2. (2) ab沿导轨下滑x=6m的过程中b棒上产生的焦耳热Q
  3. (3) 若将ab与cd同时由静止释放,经时间t=1.5s,cd棒的速度大小为7m/s,则ab棒的速度是多大.
平行金属导轨竖直固定放置,顶端接一阻值为R的电阻,平行边界MN和PQ相距x,内有磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m的导体棒从边界处MN由静止释放,到边界PQ时,加速度恰好为零,已知平行金属导轨宽为L,重力加速度为g,导体棒始终与导轨保持良好接触,不计导体棒和导轨电阻。求:

  1. (1) 导体棒到边界PQ时速度的大小;
  2. (2) 导体棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量;
  3. (3) 导体棒穿过磁场所用的时间。
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,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为m=0.04kg、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。质量为M=0.20kg的物体C,用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角 =37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。重力加速度g=10m/s2 , 水平导轨足够长,导体棒cd运动过程中始终不离开倾斜导轨。物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,求这一运动过程中:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  1. (1) 物体C能达到的最大速度 是多少?
  2. (2) 由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少?
  3. (3) 若当棒ab、cd达到最大速度的瞬间,连接导体棒ab、cd及物体C的绝缘细线突然同时断裂,且ab棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分(ab棒与水平导轨间的动摩擦因数变为 =0.6)。若从绝缘细线断裂到ab棒速度减小为零的过程中ab棒向右发生的位移x=0.11m,求这一过程所经历的时间?
如图所示,竖直放置的 形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆(    )

A . 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B . 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 C . 穿过两磁场产生的总热量为4mgd D . 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,间距为L=0.5m的导轨间接一电阻,阻值为R=2Ω,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感强度B=0.8T.导体棒a的质量为m1=0.1 kg、电阻为R1=1 Ω;导体棒b的质量为m2=0.2 kg、电阻为R2=2Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场.a、b电流间的相互作用不计,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2 . 求:

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  1. (1) 导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流I;
  2. (2) 导体棒a穿过磁场区域的速度v1
  3. (3) 匀强磁场的宽度d.
如图所示,导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形磁场区域abcd,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反.导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流从M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)(   )

 

A . B . C . D .
如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R,水平外力F平行于导轨,随时间t按图乙所示变化,导体棒在F作用下沿导轨运动,始终垂直于导轨,在 时间内,从静止开始做匀加速直线运动。图乙中 为已知量,不计ab棒、导轨电阻。则(  )

A . 以后,导体棒一直做匀速直线运动 B . 以后,导体棒先做匀加速直线运动,后做匀速直线运动 C . 时间内,导体棒的加速度大小为 D . 时间内,通讨导体棒横截面的电荷量为
如图所示,两个互连的金属圆球,粗金属环的电阻为细金属环电阻的三分之一,磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为 , 则a、b两点间的电势差为(   )

A . B . C . D .
如图所示,平行导轨MN、PQ间距为d,M、P间接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置,第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计,当金属杆两次均以速度v沿垂直于杆的方向滑行时,下列说法正确的是(   )

A . 两次电阻R上的电压相等 B . 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C . 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D . 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度 , 一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度。导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒由静止开始沿导轨向右以的加速度匀加速运动,已知导体棒的质量。求:

  1. (1) 速度时,导体棒MN中感应电流I的大小和方向;
  2. (2) 请推导拉力F随时间t变化的关系式;
  3. (3) 若在时撤掉拉力,求从撤掉拉力到导体棒停止运动的过程中,导体棒克服安培力所做的功W。
如图,足够长的平行金属轨道间距为d,与水平面的夹角为 , 上端接有阻值为R的电阻,处于方向垂直轨道平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属杆从轨道上由静止释放。已知金属杆始终与导轨垂直且接触良好,杆与轨道间的动摩擦因数为 , 不计其他电阻,下列说法正确的是(   )

A . 金属杆先做加速度减小的加速运动,最后做匀速运动 B . 稳定后,重力对金属杆做功的功率等于电路中的电功率 C . 当金属杆匀速运动时,通过R的电流为 D . 金属杆的加速度为a时,速度大小为
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