电磁感应中切割类问题 知识点题库

如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一位于纸面内的电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中(   )

A . 导体框所受安培力方向相同 B . 导体框中产生的焦耳热相同 C . 导体框ad边两端电压相同 D . 通过导体框截面的电荷量不同
如图1所示,MN、PQ两条平行的固定光滑金属轨道与水平面夹角为θ=30°,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度大小为B=0.5T.金属杆ab水平放置在轨道上,且与轨道垂直,金属杆ab接入电路的阻值r=2Ω,金属杆的质量m=0.2kg.已知轨道间距L=2m,取重力加速度g=10m/s2 , 轨道足够长且电阻不计.现从静止释放杆ab,则:

  1. (1) 当电阻箱接入电路的电阻为0时,求杆ab匀速下滑时的速度大小;

  2. (2) 若不断改变电阻箱的阻值R,试在图2中画出杆最终匀速下滑速度vm与电阻箱阻值R的图象;

  3. (3) 若变阻箱R=4Ω,当金属杆ab运动的速度为最终稳定速度的一半时,ab棒消耗的电功率多大.

如图所示,一U形金属框的可动边AC长0.1m,匀强磁场的磁感强度为0.5T,AC以8m/s的速度水平向右移动,电阻R为5Ω,(其它电阻均不计).

  1. (1) 计算感应电动势的大小;

  2. (2) 求出电阻R中的电流有多大?

如图,ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒,ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中;cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为θ=30°的光滑平行导轨上,导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计.ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd在倾斜导轨上保持静止.重力加速度为g=10m/s2 . 求:

  1. (1) 从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动?

  2. (2) ab转动的角速度大小;

  3. (3) 若使ab加速转动一周,同时用外力保持cd静止,则该过程中通过cd的电荷量为多少?

如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l,下列判断中正确的是(   )

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A . φa<φc,金属框中无电流 B . φb>φc,金属框中电流方向沿a→b→c→a C . ,金属框中无电流 D . ,金属框中电流方向沿a→b→c→a
如图所示,将长为2m的导线从正中间折成120°的角,使其所在的平面垂直于磁感应强度为2T的匀强磁场.为使导线中产生20V的感应电动势.则导线切割磁感线的最小速度为(     )

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A . B . 10m/s C . D .
如图,光滑水平桌面上等间距分布着4个条形匀强磁场,磁场方向竖直向下,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m。桌面上现有一边长l=0.1m、质量m=0.2kg、电阻R=0.1Ω的单匝正方形线框abcd,在水平恒力F=0.3N作用下由静止开始从左侧磁场边缘垂直进入磁场,在穿出第4个磁场区域过程中的某个位置开始做匀速直线运动,线框ab边始终平行于磁场边界,取g=10m/s2 , 不计空气阻力。求:

  1. (1) 线框刚好完全穿出第4个磁场区域时的速度;
  2. (2) 线框在整个运动过程中所产生的焦耳热;
  3. (3) 线框从开始运动到刚好完全穿出第4个磁场区域所用的时间。
如图,水平放置的光滑平行金属轨道,电阻不计,导轨间距l=2m,左侧接一个额定功率P0=8W、额定电压U0=4V的小灯泡L,两轨道内存在垂直轨道平面向下的匀强磁场。一根电阻r=2Ω的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到水平外力作用做v=2m/s的匀速直线运动,小灯泡正常发光,求:

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  1. (1) 磁感应强度B的大小;
  2. (2) 导体棒所受安培力的功率P。
如图所示,两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下,两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω,在导轨上有一金属棒ab,其接入电路的电阻r=1.2Ω,金属棒与导轨垂直且接触良好,在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动,设金属导轨足够长。求

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  1. (1) 金属棒ab产生的感应电动势;
  2. (2) 水平拉力的大小F;
  3. (3) 金属棒a、b两点间的电势差。
如图所示,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距 ,在导轨的一端接有阻值 的电阻,在 处有一垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感强度 .一质量 ,电阻 的金属棒垂直搁在导轨上,并以 的初速度进入磁场,在水平拉力 的作用下作持续的匀变速直线运动,加速度大小 、方向与初速度方向相反.棒与导轨接触良好,其余电阻均不计.求:

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  1. (1) 电流第一次减少为最大值一半时金属棒所处的位置;
  2. (2) 电流第一次减少为最大值的一半时拉力 的功率;
  3. (3) 已知金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻 上产生的热量 ,求该过程中拉力 所做的功.
如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电阻为R、半径为L、圆心角为 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度 匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框在进入磁场时产生的电动势,线框在转动一周过程中产生的感应电流的有效值为

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如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为 ,导轨的端点M、N用电阻可以忽略的导线相连,两导轨间的距离 ,导轨之间有垂直于桌面向下的磁感应强度为 的匀强磁场。一电阻不计,质量为 的金属杆PQ可在导轨上无摩擦滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直。在 时刻,金属杆紧靠在M、N端,在外力作用下杆以恒定的加速度 从静止开始向导轨的另一端滑动,则 时(  )

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A . 回路中的感应电动势为0.16V B . 回路中的感应电流为0.16A C . PQ所受的安培力0.64N D . 作用在金属杆上的外力为0.084N
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,垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内,有位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abed。现将导体框分别向两个方向以v、4v的速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的过程中(     )

A . 导体框a、d两点间电势差相同 B . 通过导体框截面的电荷量相同 C . 导体框中产生的焦耳热相同 D . 导体框中产生的感应电流方向相反
如图所示,固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN、PQ左端接有电阻R,一质量为m、电阻不计的导体棒ab跨接在导轨上,形成闭合回路,该空间有竖直向上的匀强磁场。现让ab以初速度v。开始沿导轨向右运动,不计摩擦及导轨电阻,下列关于导体棒的速度随时间t及位移x变化的图像可能正确的是(     )

A . B . C . D .
水平面上固定着如图形状的导轨,其中AB与CD平行,AC和CD夹角为 , 导轨ACE部分单位长度电阻1Ω,导轨其他各部分和金属杆电阻不计。导轨处在磁感应强度为方向竖直向下的匀强磁场中。质量m=1kg的金属杆放在导轨上(金属杆足够长),对金属杆施加如图乙所示的外力。金属杆在0-1s内以v1做匀速运动,t=1s时金属杆恰好运动到AE处。金属杆继续运动3s速度变为v2以后匀速运动。求:

  1. (1) 金属杆的速度v1
  2. (2) 金属杆的速度v2
  3. (3) 4s内通过金属杆的电荷量。
  4. (4) 4s内导轨产生的热量。
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
如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1 , 管内有水平向左的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为q,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2 , 重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。

  1. (1) 为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
  2. (2) 当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
  3. (3) 若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率 (k>0)。将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动。求当杆的速度为v时,杆的加速度大小。
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内,底端接一电阻R,轻弹簧上端固定,下端悬挂质量为m的金属棒,除电阻R外,其余电阻不计,导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,静止时金属棒位于A处,此时弹簧的伸长量为 , 弹性势能为Ep , 将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,在其运动过程中始终保持水平且与导轨接触良好,重力加速度为g,列说法中正确的是(   )

A . 当金属棒的速度最大时,弹簧的弹性势能也最大 B . 金属棒到达A处时,速度最大,加速度最小 C . 金属棒运动过程中,弹簧和金属棒组成的系统机械能不断减小 D . 最终金属棒一定静止在A处,运动过程中电阻R产生的总热量等于
如图所示,相距L的光滑金属导轨,半径为R的圆弧部分竖直放置,平直部分固定于水平地面上,MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨且接触良好,cd静止在磁场中;ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与cd没有接触,cd离开磁场时的速度是此刻ab速度的一半,已知ab的质量为m、电阻为r,cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计,重力加速度为g。下列说法正确的有(   )

A . cd在磁场中做加速度增大的加速运动 B . cd离开磁场瞬间电流 C . cd在磁场运动过程中,流过的电荷量为 D . cd在磁场运动过程中,回路产生的焦耳热为
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