法拉第电磁感应定律 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
如图所示,固定的水平长直导线中通有电流 I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行。线框由静止释放,在下落过程中(    )

A . 线框做自由落体运动 B . 穿过线框的磁通量保持不变 C . 线框的机械能不断增大 D . 线框中感应电流方向保持不变
一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为E , 若仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍,则线圈产生的感应电动势变为(  )
A . 4E B . 2E C . E D . E/2
用一根横截面积为S , 电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径.如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图.磁感应强度大小随时间的变化率 k(k<0)则(  )


A . 圆环中产生逆时针方向的感应电流 B . 圆环具有收缩的趋势 C . 圆环中感应电流的大小为 D .
 图中a、b两点间的电势差大小Uab= ​ kπr2 
闭合电路中感应电动势的大小取决于穿过这一电路的(  )
A . 磁通量 B . 磁通量的变化量 C . 磁通量变化所需时间 D . 磁通量的变化快慢
如图所示,在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,有一长为0.6m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右匀速滑动,且金属框架的宽度也为0.6m,已知R1=R2=5Ω,导体AB的电阻r=0.5Ω,其余电阻不计.求:

  1. (1) 导体AB两端电压.

  2. (2) 导体AB受到的安培力.

  3. (3) 电阻R1消耗的电功率.

如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100,电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.求:

  1. (1) 交流发电机产生的电动势最大值;
  2. (2) 电路中电压表的示数;
  3. (3) R上的热功率.
如图所示,半径为r1的圆形区域内有匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里,半径为r2的金属圆环右侧开口处与右侧电路相连,已知圆环电阻为R , 电阻R1R2R3R , 电容器的电容为C , 圆环圆心O与磁场圆心重合.一金属棒MN与金属环接触良好,不计棒与导线的电阻,开关S1处于闭合状态、开关S2处于断开状态.

 

  1. (1) MN以速度v0沿环向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬间产生的电动势和流过R1的电流;
  2. (2) 撤去棒MN后,闭合开关S2 , 调节磁场,使磁感应强度B的变化率kk为常数,求电路稳定时电阻R3t0时间内产生的焦耳热;
  3. (3) 在(2)问情形下,求断开开关S1后流过电阻R2的电量.
如图所示,宽为L的平行金属导轨MN和PQ由光滑的圆弧部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接,右端接入阻值为R的定值电阻,水平轨道的左边部分宽为d的矩形区域内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在圆弧部分的同一高度h处由静止释放一根金属棒,金属棒到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒质量为m,电阻也为R,与水平导轨间的动摩擦因数为 ,与导轨始终垂直接触良好。导轨电阻不计,重力加速度为g。则在整个运动过程中(   )

A . 金属棒在磁场中做匀减速直线运动 B . 金属棒两端的最大电压为 C . 金属棒受到的安培力所做的功为 D . 右端的电阻产生的焦耳热为
如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50m,轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.50m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2 , 求:

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  1. (1) 导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
  2. (2) 导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;
  3. (3) 导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。
如图所示是圆盘发电机的示意图,铜盘安装在水平的铜轴上,它的盘面恰好与匀强磁场垂直,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R,从左往右看,铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则(   )

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A . 由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流 B . 回路中感应电流大小不变,为 C . 回路中感应电流方向不变,为C→D→R→C D . 回路中有周期性变化的感应电流
如图所示,匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b,磁场方向与线圈所在平面垂直,磁感应强度B随时间均匀增大.a、b两线圈的半径之比为2:1,匝数之比为1:2.线圈中产生的感应电动势分别为 ,某时刻磁通量分别为 ,不考虑两线圈间的相互影响.下列说法正确的是(   )

A . =4:1, =4:1,感应电流均沿顺时针方向 B . =2:1, =4:1,感应电流均沿逆时针方向 C . =4:1, =2:1,感应电流均沿顺时针方向 D . =2:1, =4:1,感应电流均沿顺时针方向
某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场 ,二者方向相反.矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘).其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场 同时以速度 沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动.已知金属框垂直导轨的ab边长 m、总电阻 ,列车与线框的总质量 T,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力 N.

  1. (1) 求实验车所能达到的最大速率;
  2. (2) 实验车达到的最大速率后,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s之后也停止运动,求实验车在这20s内的通过的距离;
  3. (3) 假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为 时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为 ,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间.
水平放置的两根平行金属导轨ad和bc,导轨足够长,导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2 , 在水平面内组成矩形线框,如图所示,ad和bc相距L=0.5 m,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1 T,一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4 m/s的速度向右匀速运动,如果电阻R1=0.3 Ω,R2=0.6 Ω,导轨ad和bc的电阻不计,导体棒与导轨垂直且两端与导轨接触良好.求:

  1. (1) 导体棒PQ中产生的感应电流的大小;
  2. (2) 导体棒PQ上感应电流的方向;
  3. (3) 导体棒PQ向右匀速滑动的过程中,外力做功的功率.
如图所示,间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻,阻值为R,两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置在导轨上,两导体棒电阻均为R,棒与导轨间动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B.现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动,当棒ab匀速运动时,棒cd恰要开始滑动,从开始运动到匀速的过程中流过棒ab的电荷量为q,(重力加速度为g)求:

  1. (1) 棒ab匀速运动的速度大小;
  2. (2) 棒ab从开始运动到匀速运动所经历的时间是多少?
  3. (3) 棒ab从开始运动到匀速的过程中棒ab产生的焦耳热是多少?
半径为L的圆形边界内分布有垂直圆所在平面的磁场,垂直纸而向里的磁感应强度大小为2B,垂直纸面向外的磁感应强度大小为B,如图所示。AEO为八分之一圆导线框,其总电阻为R,以角速度ω绕O轴逆时针匀速转动,从图中所示位置开始计时,用i表示导线框中的感应电流(顺时针方向为正),线框中感应电流i随时间t变化图像可能是(   )

A . B . C . D .
如图所示,金属杆ab与电源、轨道构成一个闭合回路。金属棒的质量为m,长为L,电阻为R,电源电动势为E,内阻为r,整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为θ斜向上,结果ab静止于水平导轨上。求:

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  1. (1) 电路中的电流I;
  2. (2) 金属杆ab受到的摩擦力f;
  3. (3) 金属杆对导轨的压力FN
如图,两平行金属导轨位于水平面上,相距 ,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MN置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动,滑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,导体棒的电阻r,重力加速度大小为g,导轨电阻忽略不计。求:

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  1. (1) 电阻R消耗的功率;
  2. (2) 水平外力的大小。
如图,两根足够长的固定光滑平行金属导轨,位于倾角θ=30°的固定斜面上,导轨上、下端接有阻值R1=R2=12Ω的电阻,导轨自身电阻忽略不计,导轨宽度L=2m,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平而向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,质量m=0.1kg,电阻r=2Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好。已知金属棒ab从静止到速度最大时,通过R1的电荷量为0.75C,g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 金属棒ab下滑的最大速度;
  2. (2) 金属棒ab从静止到速度最大时下滑的位移。
下列方法中能够产生交变电流的是(    )
A . 闭合线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动 B . 金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动 C . 由一条导线折成的折线绕PQ在匀强磁场中匀速转动 D . 闭合线圈垂直磁感线不动,穿过线圈的磁通 量按照正弦规律变化
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