电磁感应与电路 知识点题库

如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2 , 共100匝;线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感强度为B= T,当线圈以300r/min的转速匀速旋转时,求:

  1. (1) 若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;

  2. (2) 线圈转过 s 时电动势的瞬时值多大?

  3. (3) 电路中电压表和电流表的示数各是多少?

如图所示,一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中,磁场方向垂直导轨平面,导轨平面竖直且与地面绝缘,导轨上M、N间接一电阻R,P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板,导体棒ab置于导轨上,其电阻为3R,导轨电阻不计,棒长为L,平行金属板间距为d.今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动,稳定后棒的速度为v,不计一切摩擦阻力.此时有一带电量为q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动,且速率也为v.求:


  1. (1) 棒向右运动的速度v;

  2. (2) 物块的质量m.

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?

如图所示,两根平行长直金属轨道,固定在同一水平面内,间距为d,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置,且与两轨道接触良好,导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ,导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下,从静止开始沿轨道运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直).设导体棒接入电路的电阻为r,轨道电阻不计,重力加速度大小为g,在这一过程中 (   )

A . 导体棒运动的平均速度为 B . 流过电阻R的电荷量为 C . 恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能 D . 恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
如图甲所示,平行虚线间有垂直于纸面向外的匀强磁场,纸面内单匝正方形线框abcd在外力作用下从图示位置由静止开始向右通过匀强磁场,ab边始终与虚线平行,线框中产生的感应电流随时间变化的规律如乙图所示,已知线框的边长为L=0.1m,总电阻为1Ω,则下列说法正确的是(  )

A . 线框进入磁场过程中通过线框截面的电量为3×10﹣3C B . 匀强磁场的磁感应强度为0.lT C . ab边刚要出磁场时的速度大小为1m/s D . 线框出磁场所用的时间约为0.93s
如图所示,正方形线框的边长为 L,电容器的电容为 C。正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,在磁场以变化率 k 均匀减弱的过程中,下列说法正确的是(   )

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A . 电压表的读数为 B . 线框产生的感应电动势大小为 C . 电容器所带的电荷量为零 D . 回路中电流为零
如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s,求此时:

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  1. (1) ab棒产生的感应电动势的大小;
  2. (2) ab棒所受的安培力;
  3. (3) ab棒的加速度大小。
  4. (4) ab棒在向右运动0.5m的过程中,电路中产生的焦耳热Q。
如图所示,两条间距L=0.50m、平行光滑U形导轨与水平面的夹角 ,导轨的底部接一阻值R=2.0Ω的电阻,其中CM=PD=4.5m,导轨及其他部分电阻不计.一根质量m=0.2kg、电阻r=1.0Ω的导体棒置于导轨的底端,与导轨垂直且接触良好,整个装置处于磁感应强度B=2.0T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.现对导体棒施加平行于导轨向上的拉力F,使棒从静止开始沿导轨平面向上做匀加速运动,则导体棒在导轨上运动的整个过程中(   )

A . 通过电阻R的电荷量为2.0C B . 拉力F和磁场对导体棒的安培力做的总功等于导体棒的机械能的增加量 C . 拉力F做的功等于导体棒增加的机械能与电阻R产生的焦耳热之和 D . 拉力F先增大后保持不变
如图(a)所示,两光滑平行金属导轨由水平、倾斜两部分连接而成,间距L=1m。倾斜导轨与水平面夹角θ=30°,下段处于B1=0.5T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场Ⅰ中。水平导轨足够长,左端连接电流传感器和阻值为3Ω的定值电阻R,导轨左侧处于B2=1T、方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ中。将一质量m=0.05kg,电阻r=2Ω的金属棒ab放在磁场Ⅰ上方的某处,棒与导轨垂直并保持良好接触。某时刻静止释放ab棒,发现棒在磁场Ⅰ中下滑时,电流传感器的示数始终不变。棒滑至水平轨道后经过一段距离进入磁场Ⅱ,在进入磁场Ⅱ瞬间立即施加一垂直于棒的水平外力F。设棒从斜轨滑至水平轨道无机械能损失,导轨的电阻不计,g取10m/s2. , 求:

  1. (1) 进入磁场Ⅰ前ab棒的加速度a1及进入磁场Ⅰ瞬间的速度v1
  2. (2) ab棒进入磁场Ⅱ瞬间,电流传感器示数为I0 , 求I0
  3. (3) 若ab棒进入磁场Ⅱ后,电流传感器示数I随时间t变化的关系如图(b)所示,试分析它在磁场Ⅱ中的运动情况;
  4. (4) 通过分析、计算,请在图(c)中画出外力F随时间t的变化图像。
两根间距为l的光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,不计导轨电阻。M、M′处接有阻值为R的电阻。质量为m、长度为l、阻值为r的金属棒AB垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。AB在外力作用下向右以速度v匀速运动且与导轨保持良好接触。求:

  1. (1) 在AB运动距离为x的过程中,通过金属棒AB横截面的电量q;
  2. (2) 某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒AB停下来的过程中,电阻R产生的焦耳热Q。
如图所示,光滑平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成,导轨间距为d=0.5m,上端电阻R=1.5Ω,在图中矩形虚线框区域存在大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。现将质量m=2kg、内阻r=0.5Ω、长L=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上高度h=0.2m处由静止释放,导体棒将以速度v0进入水平导轨,恰好穿过磁场区域。若将导体棒ab从倾斜导轨上更高的H处由静止释放,导体棒ab穿出磁场区域时的速度恰好为v0 , 运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨电阻,g=10m/s2

  1. (1) 求导体棒ab第一次进入磁场区域时通过电阻R的电流
  2. (2) 若导体棒ab第二次通过磁场过程中电阻R上产生的焦耳热9J,求导体棒第二次释放高度H的值。
如图所示,在匀强磁场中水平放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨,金属导轨在同一水平面内,且间距 。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度 ,金属杆 可以在导轨上无摩擦地滑动。已知电路中电阻 ,金属杆 的电阻 ,若用水平拉力 作用在金属杆 上,使其匀速向右运动,整个过程中金属杆均与导轨垂直且接触良好。求:

  1. (1) 金属杆 向右运动的速度大小
  2. (2) 金属杆 两端的电势差
  3. (3) 0.5s的时间内通过电阻 的电量
如图为某同学设计的一种发电装置。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角a均为 , 磁场均沿半径方向。N匝矩形线围abcd的边长ab=cd=L、bc=ad=2L。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。则(   )

A . 矩形线围每转动一周,电流方向改变一次 B . 从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式 C . 线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小 D . 外接电阻上电流的有效值
如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律如图,定值电阻R1=6 Ω,线圈电阻R2=4 Ω,求:

  1. (1) 在图中标出流过R1的电流方向;
  2. (2) 通过电阻R1的电流大小;
  3. (3) 回路中的a、b两点的电压。
如图所示,水平放置的平行金属导轨 , 相距 , 导轨左端接一电阻 , 匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度大小 , 电阻的导体棒垂直导轨放在导轨上,不计导轨的电阻及棒与导轨的摩擦。当棒在水平外力作用下,以的速度水平向右匀速滑动时:

  1. (1) 判断棒中感应电流的方向(填写“”或“”),并求出回路中感应电流的大小;
  2. (2) 求棒两端的电压
  3. (3) 求外力的大小和方向。
如图所示,“匚”形光滑金属框架 水平固定放置,其中平行的两边 是两足够长的平行导轨,间距为d,整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的匀质金属杆 放置在两平行导轨上,并始终保持与框架的 边平行。右侧较远处有一小型电机Q,杆 的正中央O点用足够长的不可伸缩的绝缘细线系住,细线另一端连接在电动机的转轴上。电动机工作时,通过水平细线拉动金属杆沿导轨向右运动。电动机输出功率恒定为P,金属杆从静止开始经过t时间速度增大到v。金属杆 的电阻为R,其余电阻均不计。求:

  1. (1) 金属杆 中感应电流的方向;
  2. (2) 速度为v时金属杆的加速度大小;
  3. (3) 该过程中金属杆产生的焦耳热。
如图所示,有一间距L=1m足够长光滑平行倾斜金属导轨、倾角θ=30°,处接有阻值R=0.3Ω的电阻,在底端处通过光滑圆弧绝缘件连接平行光滑金属导轨 , 其中轨道部分间距为L,部分间距为0.5L,在右端处通过光滑圆弧绝缘件连接足够长的光滑平行倾斜金属导轨 , 倾角θ=30°,在端接有阻值为R=0.3Ω的电阻和电容为C的电容器。金属棒a、b质量均为m=0.1kg、阻值均为r=0.2Ω,长度均为L,垂直导轨放置,金属棒初始被锁定在处,金属棒a从某一高度静止释放,导体棒到处之前已达到最大速度,导体过处时b的锁定装置解除,之后a、b棒在各自轨道上运动足够长时间,当a棒运动到处与两固定在处的金属立柱相撞并粘在一起(导体棒与金属导轨始终紧密接触),最终b棒恰能通过处光滑圆弧绝缘件进入倾斜轨道。在导轨间区域存在垂直导轨向上的匀强磁场,其他导轨间区域存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=0.5T。两棒始终保持与导轨垂直且接触良好,不计其它电阻,不计所有摩擦,忽略连接处能量损失。重力加速度g取10 m/s2。求:

  1. (1) a棒运动至处时导体的两端电势差大小U;
  2. (2) a棒从进入水平轨道到运动到处过程中a棒产生的焦耳热;
  3. (3) 试分析b棒进入倾斜轨道的运动情况。
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m,导轨所在空间被分成区域I和II,两区域的边界与斜面的交线为MN,区域I中的匀强磁场方向垂直斜面向下,区域II中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T,在区域I中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。在区域II中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中,ab、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m。g取10m/s2 , 求:

  1. (1) ab刚要向上滑动时,cd的速度大小;
  2. (2) 此过程中cd上产生的热量Q;
  3. (3) 此过程中cd运动的时间t。
如图所示,两平行倾斜导轨与两足够长的平行水平导轨平滑连接,导轨光滑且电阻不计,质量为m的金属棒b静止在水平导轨上,棒与导轨垂直。图中虚线右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的金属棒a垂直放置在倾斜导轨上并由静止释放,释放位置与水平导轨的高度差为h。金属棒a进入磁场瞬间,加速度大小为 , 之后始终未与金属棒b发生碰撞,金属棒的电阻不可忽略,重力加速度为g,则下列说法正确的是(   )

A . 金属棒a沿斜导轨下滑过程中机械能守恒 B . 金属棒a进入磁场后,组成的系统机械能守恒 C . 整个过程两金属棒产生的焦耳热之和为 D . 金属棒a的加速度大小为时,棒a的速度为
如图,在光滑的水平桌面上固定两根平行光滑金属导轨,导轨间距L=1m,导轨左侧足够长,右端虚线MN与两导轨所围区域内有垂直桌面向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场。在导轨间ab处放置质量加m1=0.3kg、阻值R1=2Ω的金属棒L1 , cd处放置质量m2=0.1kg、阻值R2=3Ω的金属棒L2 , 两棒均与导轨垂直且良好接触,长度均为1m。在abNM区域还存在方向与金属棒平行的匀强电场。一半径R=0.8m加的竖直光滑圆轨道末端恰好在MN的中点处,轨道末端恰好与桌面相切。现将一质量m=0.1kg的带电小球从圆轨道的最高点释放,小球在abNM电场、磁场区域沿直线运动,以水平速度v0垂直碰撞金属棒L1中点处。设小球与金属棒L1发生弹性碰撞,整个过程小球的电荷量不变且碰后从MN间飞出。导轨电阻不计,已知在运动过程中L1、L2不会相碰,取g=10m/s2

  1. (1) 求匀强电场的电场强度大小E。
  2. (2) 求小球与金属棒L1碰撞后瞬间,L1两端的电压U
  3. (3) 整个过程中,金属棒L1与金属棒L2之间的距离减少了多少?
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