电磁感应中切割类问题 知识点题库

如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时(  )

A . 圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生 B . 整个环中有顺时针方向的电流 C . 整个环中有逆时针方向的电流 D . 环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻,其它部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用Ff表示,则关于图乙中F1与Ff随时间t变化的关系图象可能的是(   )

A . B . C . D .

如图所示,边长为L的正方形闭合导体线框abed质量为m,在方向水平的匀强磁场上方某高度处自由落下并穿过磁场区域.线框在下落过程中形状不变,ab边始终保持与磁场边界线平行,线框平面与磁场方向垂直.已知磁场区域高度h>L,重力加速度为g,下列判断正确的是( )

A . 若进入磁场时线框做匀速运动,则离开磁场时线框也一定做匀速运动 B . 若进入磁场时线框做减速运动,则离开磁场时线框也一定做减速运动 C . 若进入磁场过程中线框产生的热量为mgL,则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于mgL D . 若进入磁场过程线框截面中通过的电量为q,则离开磁场过程线框中通过的电量也一定等于q
随着越来越高的摩天大楼在各地的落成,至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了.这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这样这些钢索会由于承受不了自身的重量,还没有挂电梯就会被扯断.为此,科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题.如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2 , 且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=1T,两磁场始终竖直向上作匀速运动.电梯桥厢固定在如图所示的一个阁超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为5×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻R=9.5×10﹣4Ω,假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动,那么,(取g=10m/s2

  1. (1) 磁场向上运动速度v0应该为多大?(结果保留两位有效数字)
  2. (2) 在电梯向上作匀速运动时,为维持它的运动,外界必须提供能量,那么此时系统的效率为多少?(结果保留三位有效数字)
如图所示,金属杆ab在两平行的金属导轨上滑行,变压器两线圈绕向如图所示,若使电流计中电流向下,则ab杆的运动方向可能是(  )

A . 向左匀速运动 B . 向右匀速运动 C . 向左匀加速运动 D . 向右匀减速运动
如图所示,足够长的金属导轨MNCPQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°,导轨左侧空间磁场平行导轨向下,右侧空间磁场垂直导轨平面向下,磁感应强度大小均为B。均匀金属棒abef质量均为m , 长度均为L , 电阻均为R , 运动过程中,两金属棒与导轨保持良好接触,始终垂直于导轨,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5,金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒,并对金属棒ef施加外力F , 使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计,重力加速度大小为g , sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

  1. (1) 金属棒ab运动过程中最大加速度的大小;
  2. (2) 金属棒ab达到最大速度所用的时间;
  3. (3) 金属棒ab运动过程中,外力Fef棒的冲量。
如图所示,足够长的U形光滑导体框固定在水平面上,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体 框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电阻为r,质量为m的导体棒MN放在 导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好,其余电阻均可忽略不计,在水平 拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为 。下列说法正确的是(    )

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A . 回路中感应电流方向沿导体棒从M→N B . 导体棒MN两端的电压为 C . 水平拉力的功率为 D . t时间内通过R的电荷量为
如图所示,在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈ABCD,在水平外力作用下以大小为v的速度向右匀速进入竖直向上的匀强磁场,第二次以大小为 的速度向右匀速进入该匀强磁场,则下列说法正确的是(   )

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A . 第二次进入与第一次进入时线圈中的电流之比为1:3 B . 第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为1:3 C . 第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比为1:3 D . 第二次进入与第一次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1:3
在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示。PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m,电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为 ,则下列说法正确的是(   )

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A . 此时线框中的电功率为 B . 此时线框的加速度为 C . 此过程中回路产生的电能为 D . 此过程中通过线框截面的电荷量为
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ=30°的斜面上,间距为d=0.5m,上端接有定值电阻R=0.4Ω,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度大小为B=0.4T。将质量为m=0.1kg的导体棒ab跨在导轨上,由静止释放、当下滑距离为L=4.8m时开始匀速运动,运动中导体棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,导体棒和导轨的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2.。求:

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  1. (1) 导体棒在匀速运动中,每秒通过其横截面的电荷量;
  2. (2) 导体棒从释放至开始匀速运动过程,回路中产生的焦耳热。
如图所示,在水平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属导轨,导轨间距L=2m,在虚线ab右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T,在导轨左端连接一个额定电压为3V的小灯泡(小灯泡电阻不变)。一根电阻为1.5Ω、长度也为L的金属棒在外力F的作用下以3m/s的速度进入磁场并匀速运动,小灯泡随即保持正常发光,金属棒与导轨始终保持良好接触,不计空气阻力。求:

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  1. (1) 小灯泡的额定功率P;
  2. (2) 外力F的大小。
如图所示,竖直放置如图所示的光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高度和间距均为d,磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放,刚进入磁场Ⅰ和刚进入磁场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。则金属杆(   )

A . 刚进入磁场Ⅰ时做加速运动 B . 穿过磁场Ⅰ和穿过磁场I的时间相等 C . 穿过磁场Ⅰ产生的热量为2mgd D . 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h应小于
如图所示,条形磁场组方向水平向里,磁场边界与地面平行,磁场区域宽度为 ,磁场强度 ,磁场间距为 ,一正方形金属线框质量为 ,边长也为L。总电阻为 现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放,线框在经过磁场区域时 边始终与磁场边界平行。不计空气阻力,重力加速度g取 ,求:

  1. (1) 当h为多少时, 边进入磁场刚好能做匀速运动。
  2. (2) 若在(1)基础上增加适当的高度,使金属线框 边每次出磁场时都刚好做匀速运动,求金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热。
如图所示,间距 的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上,斜面倾角 。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上,Ⅰ区中磁场的磁感应强度均匀增加,Ⅱ区中为匀强磁场,磁感应强度 .质量 、电阻 的导体棒垂直导轨放置,从无磁场区域由静止释放,经 进入Ⅱ区匀速下滑,运动中棒与导轨始终保持良好接触,导轨足够长,电阻不计,重力加速度 .求:

  1. (1) 进入Ⅱ区后,导体棒中的电流I;
  2. (2) 前2s导体棒产生的焦耳热Q。
如图所示,边长为L、电阻不计的n匝正方形金属线框位于竖直平面内,连接的小灯泡的额定功率、额定电压分别为P、U,线框及小灯泡的总质量为m。在线框的下方有一匀强磁场区域,区域宽度为I,磁感应强度方向与线框平面垂直,其上、下边界与线框底边均水平。线框从图示位置开始由静止下落,穿越磁场的过程中,小灯泡始终正常发光。则(    )

 

A . 有界磁场宽度l<L B . 磁场的磁感应强度应为 C . 线框匀速穿越磁场,速度恒为 D . 线框穿越磁场的过程中,灯泡产生的焦耳热为mgL
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=0.4Ω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B=0.1T。电阻r=0.1Ω的导体棒ab放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右以v=5.0m/s匀速运动,运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长,不计导轨电阻和空气阻力。

  1. (1) 求电动势E的大小;
  2. (2) 在t=2.0s时间内,求拉力的冲量IF的大小;
  3. (3) 通过计算推导验证:在t=2.0s时间内,电路中消耗的电能E等于回路中产生的热量Q。
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。
利用海洋波浪发电的原理如图甲所示,浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶截面图如图乙。浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,线圈与灯泡相连,线圈匝数为n,半径为r,电阻为R,线圈所在处辐射磁场的磁感应强度大小均为B。若灯泡的电阻也为R,线圈中感应电流随时间变化的规律为i=Imsinωt。求:

  1. (1) 灯泡的电功率P;
  2. (2) 浮桶随波浪上下运动的速度v随时间t变化的表达式。
某实验小组利用遥控小车模型探究电磁刹车的效果。如图所示,在遥控小车底面安装与小车底面长、宽均相同的N匝矩形导线框abcd,线框总电阻为R,其平面与水平地面平行。小车以大小为v0的速度垂直磁场边界进入方向竖直向下的有界匀强磁场,车尾刚出磁场时速度恰好为。已知小车总质量为m,小车底面(bc边长)为d,宽(ab边)为L,磁场宽度也为d,磁感应强度大小为B,小车运动过程中受到的阻力恒为f。求小车

  1. (1) 车头刚进入磁场时,线框所受安培力的大小F
  2. (2) 穿过整个磁场过程中产生的焦耳热Q。
如图左所示,边长为l和L的矩形线框互相垂直,彼此绝缘,可绕中心轴转动,将两线框的始端并在一起接到滑环C,末端并在一起接到滑环D,C、D彼此绝缘。通过电刷跟C、D连接。线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中,磁场边缘中心的张角为 , 如图右所示(图中的圆表示圆柱形铁芯,它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向,如图箭头所示)。不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面。磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框的电阻都是r,两个线框以角速度逆时针匀速转动,电阻。在线框旋转一周的过程中(   )

A . 电阻R两端电压的最大值为 B . 流过电阻R的电流最大值为 C . 整个回路产生的焦耳热为 D . 为维持线框匀速转动,外力至少对系统做功
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