法拉第电磁感应定律 知识点题库

如图所示,一条形磁铁,从静止开始穿过采用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在穿过线圈过程中做什么运动(   )

A . 减速运动 B . 匀速运动 C . 自由落体运动 D . 非匀变速运动
如图所示,一面积为S的单匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合电路,不计圆形金属线圈及导线的电阻.线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为k的磁场Bt . 电阻R两端并联一对平行金属板M、N,两板间距为d,N板右侧xOy坐标系(坐标原点O在N板的下端)的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OA和y轴的夹角∠AOy=45°,AOx区域为无场区.在靠近M板处的P点由静止释放一质量为m、带电荷量为+q的粒子(不计重力),经过N板的小孔,从点Q(0,l )垂直y轴进入第一象限,经OA上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第一象限.求:

  1. (1) 平行金属板M、N获得的电压U;

  2. (2) yOA区域内匀强磁场的磁感应强度B;

  3. (3) 粒子从P点射出到到达x轴的时间.

如图所示,矩形线圈abcd的边长分别是ab=L,ad=D,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行,线圈以ab边为轴做角速度为ω的匀速转动,下列说法正确的是(从图示位置开始计时)(   )

A . t=0时线圈的感应电动势为零 B . 转过90°时线圈的感应电动势为零 C . 转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为 ωBLD D . 转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为

如图所示,空间有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,两平行光滑金属导轨水平放置,其电阻不计、间距为L,左端接有电阻为R的定值电阻.一质量为m、电阻也为R的导体棒与两导轨接触良好,在水平力F作用下在O位置两M、N间做往复运动.t=0时刻起导体棒从M位置开始向右运动,其速度变化规律为v=vmsinωt,在O位置速度最大.

  1. (1) 写出定值电阻中的电流i随时间t变化的表达式;

  2. (2) 导体棒从M位置开始运动到O位置的过程中,经过的时间t= ,求定值电阻中产生的焦耳热Q及水平力F做的功W;

  3. (3) 单匝线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生电流的情形与题中导体棒运动产生电流的情形类似.试求导体棒从M位置运动到O位置的过程中,通过定值电阻的电荷量q.

图(甲)为手机及无线充电板.图(乙)为充电原理示意图.充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电.为方便研究,现将问题做如下简化:设受电线圈的匝数为n,面积为S,若在t1到t2时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由B1均匀增加到B2 . 下列说法正确的是(   )

A . c点的电势高于d点的电势 B . 受电线圈中感应电流方向由d到c C . c、d之间的电势差为 D . c、d之间的电势差为
如图所示,电阻不计的导轨OPQS固定,其中PQS是半径为r的半园弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。OM是长为r的可绕O转动的金属杆,其电阻为R、M端与导轨接触良好。空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置起以角速度ω逆时针匀速转到OS位置。则该过程中(   )

A . 产生的感应电流大小恒定,方向为 OPQMO B . 通过OM的电荷量为 C . 回路中的感应电动势大小为Br2ω D . 金属杆OM的发热功率为
如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10 cm和20 cm,内阻为5 Ω,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以 rad/s的角速度匀速转动,线圈外部和20 Ω的电阻R相连接.求:

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  1. (1) S断开时,电压表示数;
  2. (2) 开关S合上时,电压表和电流表示数;
  3. (3) 电阻R上所消耗的电功率是多少?
如图甲是小型交流发电机的示意图,两极M,N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表,V为理想交流电压表.内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压,副线圈接有可调电阻R,从图示位置开始计时,发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是(   )

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A . 电压表的示数为10 V B . 0.01 s时发电机线圈平面与磁场方向平行 C . 若P的位置向上移动,R的大小不变时,电流表读数将减小 D . 若P的位置不变,R的大小不变,而把发电机线圈的转速增大一倍,则变压器的输入功率将增大到原来的4倍
如图所示,一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连,理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表,副线圈接有定值电阻和灯泡,它们的阻值相等(设灯泡阻值不变),且均为R,当线圈由图示位置(磁场恰好与线圈平面垂直)以转速n匀速转运时,灯泡恰能正常发光,电流表示数为I,理想变压器原、副线圈的匝数比为k。下列选项中正确的是(   )

A . 线圈在图示位置磁通量的变化率最大 B . 电压表示数为IR C . 灯泡的额定功率为 D . 从图示位置开始计时,变压器输入电压的瞬时值表达式
如图所示,一个长为2L、宽为L粗细均匀的矩形线框,质量为m、电阻为R,放在光滑绝缘的水平面上。一个边长为2L的正方形区域内,存在竖直向下的匀强磁场,其左边界在线框两长边的中点MN上:

  1. (1) 在t=0时刻,若磁场的磁感应强度从零开始均匀增加,变化率 =k,线框在水平外力作用下保持静止,求在某时刻t时加在线框上的水平外力大小和方向;
  2. (2) 若正方形区域内磁场的磁感应强度恒为B,磁场从图示位置开始以速度v匀速向左运动,并控制线框保持静止,求到线框刚好完全处在磁场中的过程中产生的热量Q;
  3. (3) 若(2)问中,线框同时从静止释放,求当通过线框的电量为q时线框速度大小的表达式。
如图所示,电阻r=0.1Ω的导体棒ab在外力作用下沿光滑平行导轨以速度v=5m/s向右做匀速运动。导轨的左端c、d间接有定值电阻R=0.4Ω,导轨间距L=0.4m,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面。求:

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  1. (1) 判断a、b两点电流方向及电势的高低;
  2. (2) 通过R的电流大小;
  3. (3) 外力做功的功率.
在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道,轨道间距L=0.50m,轨道左侧连接一定值电阻R=1.2Ω。将一金属杆ab垂直放置在轨道上形成闭合回路,金属杆ab的质量m=0.5kg、电阻r=0.8Ω,回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,B的方向与轨道平面垂直。金属杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿力的方向以加速度a=2m/s2由静止开始做匀加速直线运动,求:

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  1. (1) 3s末的瞬时感应电动势大小;
  2. (2) 3s末作用在金属棒上的水平拉力F功率;
穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图中的①~④所示,下列说法正确的是(  )

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A . 图①有感应电动势,且大小恒定不变 B . 图②产生的感应电动势一直在变大 C . 图③在 时间内的感应电动势是 时间内感应电动势的2倍 D . 图④产生的感应电动势先变大再变小
如图所示,虚线 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间,将两个粗细相同,边长比为 的铜质正方形闭合线框由图示位置以同样的速度ν向右完全拉出匀强磁场,下列说法中正确的是(   )

A . 拉出过程中线框中感应电动势之比 B . 完全拉出通过导线某一横截面的电荷量之比是 C . 拉出过程中所用拉力大小之比为 D . 完全拉出线框中产生的电热之比为
如图所示,置于匀强磁场中的一段导线abcd与缠绕在螺线管上的导线组成闭合回路,螺线管MN上的绕线方式没有画出,A是MN正下方水平放置在地面上的细金属圆环,若在磁场变化的过程中,圆环A突然跳起,以下磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律可能正确的是(    )

A . B . C . D .
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abed共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁场方向的对称轴OO'匀速转动,角速度 = 2π rad/s ,外电路电阻R=4Ω,R两端接一理想交流电压表。 求:

  1. (1) 线圈转动过程中感应电动势的最大值;
  2. (2) 线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;
  3. (3) 线圈由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;
  4. (4) 交流电压表的示数;
  5. (5) 线圈转动一周外力所做的功;
  6. (6) 六分之一周期内通过R的电荷量。
如图甲所示,菱形导电线框的区域内存在匀强磁场,开始时磁场方向垂直于面向里。若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化,则线框中的感应电流(取逆时针方向为正方向)随时间t的变化图象是(   )

A . B . C . D .
如图,两间距为的轨道平行放置,为倾角的倾斜轨道,水平放置,除为光滑绝缘外,其他均为电阻不计的光滑金属导轨,其中倾斜部分和足够长,端接有的电容器,端通过单刀双掷开关可以分别连接阻值的定值电阻或面积 , 电阻也为R的50匝线圈,线圈中通有随时间均匀变化的磁场,区域存在竖直向上磁感强度为的匀强磁场,区域存在竖直向上磁感强度为的匀强磁场,现有两长度为L、电阻为R、质量为的相同导体棒a、b,导体棒b棒静止于区域内,当开关K掷向1时,导体棒a刚好能静止在倾斜轨道上端靠近处,设导体棒运动过程中始终与光滑金属导轨良好接触,且导体棒经过各连接处时均没有动能损失,取)。求:

  1. (1) 线圈中磁场的方向及磁感应强度的大小;
  2. (2) 撤去线圈中磁场 , 开关掷向2时,导体棒a从静止运动至处时的速度大小;
  3. (3) 在(2)的情况下,导体棒a从的过程中导体棒a上产生的焦耳热;
  4. (4) 在(2)的情况下,若导体棒a与b发生完全非弹性碰撞,则最终电容器的带电量为多少。
宽L=0.75m的导轨固定,导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。虚线框I、II中有定值电阻R0和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆以恒定速率向右运动,图甲和图乙分别为变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。求:

  1. (1) 匀强磁场的方向;
  2. (2) 分析并说明定值电阻R0在I还是II中,并且R0大小为多少;
  3. (3) 金属杆运动时的速率;
  4. (4) 滑动变阻器阻值为多少时变阻器的功率最大?并求出该最大功率Pm
如图所示,两光滑平行导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,顶端接有的电阻,导轨电阻不计、间距为。导轨倾斜部分的倾角为 , 且ABCD区域有垂直导轨平面向上的磁场,磁感应强度为 , 该区域沿轨道方向的长度为。导轨水平部分区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为(不考虑处的边界效应,可认为磁场在处立即变为竖直向上),该区域沿轨道方向的长度为。将一金属棒放在倾斜轨道某处,由静止释放后,可匀速通过磁场区域,穿过磁场区域后继续向左运动,金属棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直。金属棒的质量为、电阻为 , 重力加速度为 , 求:

  1. (1) 金属棒在区域中做匀速运动的速度大小
  2. (2) 金属棒穿过区域后速度的大小
  3. (3) 金属棒从开始下滑至滑到过程中,电阻上产生的焦耳热
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