电磁感应中磁变类问题 知识点题库

如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定的速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,MN线与线框的边成45°角,EF分别为PSPQ的中点,关于线圈中的感应电流,正确的说法是( )

A . E点经过边界MN时,线框中感应电流最大 B . P点经过边界MN时,线框中感应电流最大 C . F点经过边界MN时,线框中感应电流最大 D . Q点经过边界MN时,线框中感应电流最大

如图1所示,图甲是电阻为R半径为r的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,图乙是磁感应强度B随时间t的变化关系图像(B1 B0 t0均已知),求:

  1. (1) 在0﹣t0的时间内,通过金属圆环的电流大小,并在图2中标出电流方向;

  2. (2) 在0﹣t0的时间内,金属圆环所产生的电热Q.

如图甲,100匝的线圈,横截面积是0.1m2 , 线圈两端A,B与一个理想电压表相连.线圈中有垂直纸面向里的磁场,磁场的磁感应强度按图乙规律变化,则(   )

A . 电压表的示数是2V B . 电压表的示数是2.5V C . A点电势高于B点 D . B点电势高于A点

如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹60度角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~t时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是(   )

A . B .    C . D .
轻质细线吊着一质量为m=0.32kg,边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1Ω.边长为 的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,g=10m/s2 . 求:

  1. (1) 在前t0时间内线圈中产生的电动势;

  2. (2) 在前t0时间内线圈的电功率;

  3. (3) 求t0的值.

如图a所示,一个500匝的线圈的两端跟R=99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20cm2 , 电阻为1Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图b所示.

  1. (1) 磁场的磁感应强度B随时间t的变化率和螺线管产生的感应电动势大小;

  2. (2) 通过电阻R的电流大小和方向;

  3. (3) R两端的电压大小和电容器所带电量Q.

如图所示,竖直面内有一圆形小线圈,与绝缘均匀带正电圆环同心放置。带电圆环的带电量为Q,绕圆心作圆周运动,其角速度ω随时间t的变化关系如图乙所示(图中ω0、t1、t2为已知量)。线圈通过绝缘导线连接两根竖直的间距为l的光滑平行金属长导轨,两导轨间的矩形区域内存在垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁场的上下边界间距为h,磁感应强度大小恒为B。“工”字形构架由绝缘杆固连间距为H(H>h)的水平金属棒AB、CD组成,并与导轨紧密接触。初始时锁定“工”字形构架,使AB棒位于磁场内的上边沿,t1时刻解除锁定,时刻开始运动。已知“工”字形构架的质量为m,AB棒和CD棒离开磁场下边沿时的速度大小均为v,金属棒AB、CD和圆形线圈的电阻均为R,其余电阻不计,不考虑线圈的自感。求:

  1. (1) 0-t1时间内,带电圆环的等效电流;
  2. (2) t1-12时间内,圆形线圈磁通量变化率的大小,并判断带电圆环圆周运动方向(顺时针还是逆时针方向?);
  3. (3) 从0时刻到CD棒离开磁场的全过程AB棒上产生的焦耳热。
如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁场以B=(2-2t)T的规律变化时,有一带质量为10-5kg的带电的粒子静置于平行板(两板水平放置)电容器中间,设线圈的面积为0.1m2 . 则:

  1. (1) 求线圈产生的感应电动势的大小和方向(顺时针或逆时针);
  2. (2) 求带电粒子的电量.(重力加速度为g=10m/s2 , 电容器两板间的距离为0.02m)
如图所示,截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中,磁场方向垂直纸面,其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,设垂直纸面向外为B的正方向.R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,线圈的内阻不计,求电容器上极板所带电荷量并说明正负.

如图所示,匝数n=100匝、截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化.处于磁场外的电阻R1=3.5 Ω,R2=6 Ω,电容C=30 μF,开关S始终闭合.求:

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  1. (1) 线圈两端M、N两点间的电压U;
  2. (2) 电容器所带的电荷量Q.
如图(甲)所示,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面,在纸面内固定一条以O点为圆心、半径为L的圆弧形金属导轨,长也为L的导体棒OA绕O点以角速度ω匀速转动,棒的A端与导轨接触良好,OA、导轨、电阻R构成闭合电路.

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  1. (1) 试根据法拉第电磁感应定律E=n ,证明导体棒产生的感应电动势E= BωL2
  2. (2) 某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮,如图(乙)所示,车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条,每根金属条中间都串接一个小灯,阻值为R=0.3Ω并保持不变,车轮半径r1=0.4m,轮轴半径可以忽略.车架上固定一个强磁铁,可形成圆心角为θ=60°的扇形匀强磁场区域,磁感应强度B=2.0T,方向如图(乙)所示.若自行车前进时,后轮顺时针转动的角速度恒为ω=10rad/s,不计其它电阻和车轮厚度.求金属条ab进入磁场时,ab中感应电流的大小和方向.
  3. (3) 上问中,已知自行车牙盘半径r2=12cm,飞轮半径r3=6cm,如图(丙)所示.若该同学骑车时每分钟踩踏脚板60圈,车辆和人受到外界阻力的大小恒为10N,他骑10分钟的时间内一共需要对自行车做多少功?
如图所示,金属圆环轨道MN、PQ竖直放置,两环之间ABDC内(含边界)有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B0 , AB水平且与圆心等高,CD竖直且延长线过圆心。电阻为r,长为2l的轻质金属杆,一端套在内环MN上,另一端连接质量为m的带孔金属球,球套在外环PQ上,且都与轨道接触良好。内圆半径 ,外圆半径 ,PM间接有阻值为R的电阻,让金属杆从AB处无初速释放,恰好到达EF处,EF到圆心的连线与竖直方向成θ角。其它电阻不计,忽略一切摩擦,重力加速度为g。求:

  1. (1) 这一过程中通过电阻R的电流方向和通过R的电荷量q;
  2. (2) 金属杆第一次即将离开磁场时,金属球的速率v和R两端的电压U。
如图所示,金属圆环放置在水平桌面上,一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合,永磁体下端为N极,将永磁体由静止释放永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v,向下的加速度大小为a,圆环的质量为M,重力加速度为g,不计空气阻力,则(  )

A . 俯视看,圆环中感应电流沿逆时针方向 B . 永磁体下落的整个过程先加速后减速,下降到某一高度时速度可能为零 C . 永磁体运动到P点时,圆环对桌面的压力大小为Mg+mg-ma D . 永磁体运动到P点时,圆环中产生的焦耳热为mgh+ mv2
如图甲所示,在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=0.5m的光滑金属“U”型导轨,导轨右端接有R=1Ω的电阻,在“U”型导轨右侧l=1m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为m=0.1kg、内阻r=1Ω导体棒ab以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动,导轨的电阻忽略不计,g取10m/s2

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  1. (1) 求第一秒内流过ab电流的大小及方向;
  2. (2) 求ab棒进磁场瞬间的加速度大小;
  3. (3) 导体棒最终停止在导轨上,求全过程回路中产生的焦耳热.
如图甲所示,固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中,磁感线分布均匀,磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示,则下列说法正确的是(   )

A . t=2s时,线圈中的感应电流最大 B . t=4s时,线圈中的感应电流为0 C . 0~2s内线圈中有逆时针方向的感应电流 D . 2s~4s内线圈中的感应电流逐渐增大
如图甲所示,有一质量为 kg,边长为 m、匝数 的正方形线圈用轻质绝缘细线吊着,其总电阻为 ,线框的一半处于水平方向匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小随时间变化如图乙所示, 时刻细线开始松弛,g取 ,求:

  1. (1) 在 时间内线圈的电功率;
  2. (2) 的值。
一环形线圈固定在匀强磁场中,磁感线总是垂直线圈平面(即垂直于纸面),t = 0时刻磁场方向如图甲所示。磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。若环形线圈电阻恒定,绕线圈顺时针方向为感应电流i的正方向,则下图中能正确反映线圈中感应电流i随时间t的变化关系的是(  )

A . B . C . D .
轻质细线竖直吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈 , 线圈总电阻为。边长为的正方形匀强磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图(甲)所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化如图(乙)所示,取。求:

  1. (1) 时刻线圈的感应电动势大小;
  2. (2) 从时刻起,经过多长时间绳子拉力为零。
如图所示,线圈匝数为n,横截面积为S,线圈中有水平向左的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律为。下列说法正确的是(   )

A . 通过线圈的磁通量为nBS B . M、N两点的电势差均匀增大 C . M点电势低于N点电势 D . M、N两点电势差的绝对值为kS
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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