电磁感应(有答案)
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电磁感应练习50题(含答案)1、如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L=0.2m,长为2d,d=0.5m,上半段d导轨光滑,下半段d导轨的动摩擦因素为μ=,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°.匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T,方向与导轨平面垂直.质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在粗糙的下半段一直做匀速运动,导体棒始终与导轨垂直,接在两导轨间的电阻为R=3Ω,导体棒的电阻为r=1Ω,其他部分的电阻均不计,重力加速度取g=10m/s2,求:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q.答案分析:(1)研究导体棒在粗糙轨道上匀速运动过程,受力平衡,根据平衡条件即可求解速度大小.(2)进入粗糙导轨前,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式结合求解电量.(3)导体棒在滑动时摩擦生热为Q f=2μmgdcosθ,再根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热Q.解答:解:(1)导体棒在粗糙轨道上受力平衡:由 mgsin θ=μmgcos θ+BIL得:I=0.5A由BLv=I(R+r)代入数据得:v=2m/s(2)进入粗糙导轨前,导体棒中的平均电动势为: ==导体棒中的平均电流为: ==所以,通过导体棒的电量为:q=△t==0.125C(3)由能量守恒定律得:2mgdsin θ=Q电+μmgdcos θ+mv2得回路中产生的焦耳热为:Q电=0.35J所以,电阻R上产生的焦耳热为:Q=Q电=0.2625J答:(1)导体棒到达轨道底端时的速度大小是2m/s;(2)导体棒进入粗糙轨道前,通过电阻R上的电量q是0.35C;(3)整个运动过程中,电阻R产生的焦耳热Q是0.2625J.点评:本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合,都要求正确分析受力情况,运用平衡条件列方程,关键要正确推导出安培力与速度的关系式,分析出能量是怎样转化的.2、如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
电磁感应一、单选题:1、(1932A15) 如图所示,一矩形金属线框,以速度v 从无场空间进入一均匀磁场中,然后又从磁场中出来,到无场空间中.不计线圈的自感,下面哪一条图线正确地表示了线圈中的感应电流对时间的函数关系?(从线圈刚进入磁场时刻开始计时,I 以顺时针方向为正) [ ] 2、(2124A10) 一无限长直导体薄板宽为l ,板面与z 轴垂直,板的长度方向沿y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图.整个系统放在磁感强度为B 的均匀磁场中,B 的方向沿z 轴正方向.如果伏特计与导体平板均以速度v 向y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0. (B) 21v Bl . (C) v Bl . (D) 2v Bl . [ ]3、(2126A15) 如图所示,矩形区域为均匀稳恒磁场,半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O 作逆时针方向匀角速转动,O 点是圆心且恰好落在磁场的边缘上,半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时.图(A)—(D)的 --t 函数图象中哪一条属于半圆形导线回路中产生的感应电动势?[ ]4、(2145A15)两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则:(A) 线圈中无感应电流. (B) 线圈中感应电流为顺时针方向. (C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. [ ]5、(2147A10)一块铜板垂直于磁场方向放在磁感强度正在增大的磁场中时,铜板中出现的涡流(感应电流)将(A) 加速铜板中磁场的增加. (B) 减缓铜板中磁场的增加.(C) 对磁场不起作用. (D) 使铜板中磁场反向. [ ]6、(2404A10)一导体圆线圈在均匀磁场中运动,能使其中产生感应电流的一种情况是(A) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向平行.(B) 线圈绕自身直径轴转动,轴与磁场方向垂直.BI O(D)I O(C)O (B)t O (A)t O (C)t O (B) tO (D) I(C) 线圈平面垂直于磁场并沿垂直磁场方向平移.(D) 线圈平面平行于磁场并沿垂直磁场方向平移. [ ]7、(2405B35) 半径为a 的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,线圈电阻为R ;当把线圈转动使其法向与B 的夹角 =60°时,线圈中通过的电荷与线圈面积及转动所用的时间的关系是(A) 与线圈面积成正比,与时间无关.(B) 与线圈面积成正比,与时间成正比.(C) 与线圈面积成反比,与时间成正比.(D) 与线圈面积成反比,与时间无关. [ ]8、(2416A20)将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ ]9、(2490A10) 在无限长的载流直导线附近放置一矩形闭合线圈,开始时线圈与导线在同一平面内,且线圈中两条边与导线平行,当线圈以相同的速率作如图所示的三种不同方向的平动时,线圈中的感应电流(A) 以情况Ⅰ中为最大.(B) 以情况Ⅱ中为最大.(C) 以情况Ⅲ中为最大.(D) 在情况Ⅰ和Ⅱ中相同. [ ]10、(2491B30)在两个永久磁极中间放置一圆形线圈,线圈的大小和磁极大小约相等,线圈平面和磁场方向垂直.今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i (如图),可选择下列哪一个方法?(A) 把线圈在自身平面内绕圆心旋转一个小角度.(B) 把线圈绕通过其直径的OO ′轴转一个小角度.(C) 把线圈向上平移.(D) 把线圈向右平移.11、(2492A10)一个圆形线环,它的一半放在一分布在方形区域的匀强磁场B 中,另一半位于磁场之外,如图所示.磁场B 的方向垂直指向纸内.欲使圆线环中产生逆时针方向的感应电流,应使 (A) 线环向右平移. (B) 线环向上平移.(C) 线环向左平移. (D) 磁场强度减弱.[ ]b c d b c d b c d v v ⅠⅢⅡ I12、(2493A10)如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到?(A) 载流螺线管向线圈靠近.(B) 载流螺线管离开线圈.(C) 载流螺线管中电流增大.(D) 载流螺线管中插入铁芯. [ ]13、(2494A15)如图所示,闭合电路由带铁芯的螺线管,电源,滑线变阻器组成.问在下列哪一种情况下可使线圈中产生的感应电动势与原电流I的方向相反. (A) 滑线变阻器的触点A 向左滑动. (B) 滑线变阻器的触点A 向右滑动.(C) 螺线管上接点B 向左移动(忽略长螺线管的电阻).(D) 把铁芯从螺线管中抽出. [ ]14、(2495A15) 一矩形线框长为a 宽为b ,置于均匀磁场中,线框绕OO ′轴,以匀角速度ω旋转(如图所示).设t =0时,线框平面处于纸面内,则任一时刻感应电动势的大小为(A) 2abB | cos ω t |. (B) ω abB(C)t abB ωωcos 21. (D) ω abB | cos ω t |. (E) ω abB | sin ω t |. [ ]15、(2501A20) 如图所示,一矩形线圈,放在一无限长载流直导线附近,开始时线圈与导线在同一平面内,矩形的长边与导线平行.若矩形线圈以图(1),(2),(3),(4)所示的四种方式运动,则在开始瞬间,以哪种方式运动的矩形线圈中的感应电流最大?(A) 以图(1)所示方式运动.(B) 以图(2)所示方式运动. (C) 以图(3)所示方式运动.(D) 以图(4)所示方式运动. [ ]16、(2506A20) 一闭合正方形线圈放在均匀磁场中,绕通过其中心且与一边平行的转轴OO ′转动,转轴与磁场方向垂直,转动角速度为ω,如图所示.用下述哪一种办法可以使线圈中感应电流的幅值增加到原来的两倍(导线的电阻不能忽略)?(A) 把线圈的匝数增加到原来的两倍. (B) 把线圈的面积增加到原来的两倍,而形状不变. (C) 把线圈切割磁力线的两条边增长到原来的两倍. (D) 把线圈的角速度ω增大到原来的两倍. [ ]i I A B I O B a b ω I ω ω v v ⊗ (2) (3) (4) v 向纸面平移O ′O B ω17、(2517A15) 在如图所示的装置中,把静止的条形磁铁从螺线管中按图示情况抽出时(A) 螺线管线圈中感生电流方向如A 点处箭头所示. (B) 螺线管右端感应呈S 极.(C) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将逆时针旋转.(D) 线框EFGH 从图下方粗箭头方向看去将顺时针旋转. [ ]18、(2518A15) 有甲乙两个带铁芯的线圈如图所示.欲使乙线圈中产生图示方向的感生电流i ,可以采用下列哪一种办法?(A) 接通甲线圈电源. (B) 接通甲线圈电源后,减少变阻器的阻值.(C) 接通甲线圈电源后,甲乙相互靠近.(D) 接通甲线圈电源后,抽出甲中铁芯.19、(2618A20) 在如图所示的装置中,当不太长的条形磁铁在闭合线圈内作振动时(忽略空气阻力),(A) 振幅会逐渐加大. (B) 振幅会逐渐减小.(C) 振幅不变. (D) 振幅先减小后增大.[ ]20、(2756A20)在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半径为r 、电阻为R 的导线小环,环中心距直导线为a ,如图所示,且a >> r .当直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电荷约为(A) )11(220ra a R Ir +-πμ (B) a r a R Ir +ln 20πμ (C) aR Ir 220μ (D) rRIa 220μ [ ] 21、(5137A10)尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中,通以相同变化率的磁通量,当不计环的自感时,环中(A) 感应电动势不同.(B) 感应电动势相同,感应电流相同.(C) 感应电动势不同,感应电流相同.(D) 感应电动势相同,感应电流不同. [ ] 磁极 磁极 甲乙 Ia22、(5139B25)如图所示,一矩形线圈,以匀速自无场区平移进入均匀磁场区,又平移穿出.在(A)、(B)、(C)、(D)各I --t 曲线中哪一种符合线圈中的电流随时间的变化关系(取逆时针指向为电流正方向,且不计线圈的自感)?[ ]23、(2123A15) 如图所示,导体棒AB 在均匀磁场B 中 绕通过C 点的垂直于棒长且沿磁场方向的轴OO ' 转动(角速度ω 与B 同方向),BC 的长度为棒长的31,则 (A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点电势相等.(C) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流向B 点. [ ]24、(2125A10) 如图,长度为l 的直导线ab 在均匀磁场B 中以速度v 移动,直导线ab 中的电动势为(A) Bl v . (B) Bl v sin α. (C) Bl v cos α. (D) 0. [ ] 25、(2314A20) 如图所示,M 、N 为水平面内两根平行金属导轨,ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线.外磁场垂直水平面向上.当外力使ab 向右平移时,cd(A) 不动. (B) 转动.(C) 向左移动. (D) 向右移动. [ ] 26、(2315B30) 如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B 平行于ab 边,bc 的长度为l .当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时,abc 回路中的感应电动势 和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) =0,U a – U c =221l B ω. (B) =0,U a – U c =221l B ω-. (C) =2l B ω,U a – U c =221l B ω. (D) =2l B ω,U a – U c =221l B ω-. [ ] 0 t I 0 I0 t I 0 I (A) (B) (C) (D) v c a bd N M B B a b c l ω27、(2411A15) 两条金属轨道放在均匀磁场中.磁场方向垂直纸面向里,如图所示.在这两条轨道上垂直于轨道架设两条长而刚性的裸导线P 与Q .金属线P 中接入一个高阻伏特计.令导线Q 保持不动,而导线P 以恒定速度平行于导轨向左移动.(A)─(E)各图中哪一个正确表示伏特计电压V 与时间t 的关系?[ ] 28、(2504A10) 圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B 的方向垂直盘面向上.当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时, (A) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转动的相反方向流动. (B) 铜盘上有感应电流产生,沿着铜盘转动的方向流动.(C) 铜盘上产生涡流.(D) 铜盘上有感应电动势产生,铜盘边缘处电势最高.(E) 铜盘上有感应电动势产生,铜盘中心处电势最高. [ ]29、(2505A20) 一根长度为L 的铜棒,在均匀磁场 B 中以匀角速度ω绕通过其一端O 的定轴旋转着,B 的方向垂直铜棒转动的平面,如图所示.设t =0时,铜棒与Ob 成θ 角(b 为铜棒转动的平面上的一个固定点),则在任一时刻t 这根铜棒两端之间的感应电动势是:(A) )cos(2θωω+t B L . (B) t B L ωωcos 212. (C) )cos(22θωω+t B L . (D) B L 2ω.(E)B L 221ω. [ ] 30、(2146A10)自感为 0.25 H 的线圈中,当电流在(1/16) s 内由2 A 均匀减小到零时,线圈中自感电动势的大小为:(A) 7.8 ×10-3 V . (B) 3.1 ×10-2 V .(C) 8.0 V . (D) 12.0 V . [ ]31、(2156A15)两个相距不太远的平面圆线圈,怎样可使其互感系数近似为零?设其中一线圈的轴线恰通过另一线圈的圆心.(A) 两线圈的轴线互相平行放置. (B) 两线圈并联.(C) 两线圈的轴线互相垂直放置. (D) 两线圈串联. [ ]32、(2332A10)两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使(A) 两线圈平面都平行于两圆心连线.(B) 两线圈平面都垂直于两圆心连线.(C) 一个线圈平面平行于两圆心连线,另一个线圈平面垂直于两圆心连线. ××××××××金属轨道Q V V V V (B) (D) (E)t V tt t t P (C) (A)V ×××× B O B ω L O θ b(D) 两线圈中电流方向相反. [ ]33、(2417A10)对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =Φ /I .当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流强度变小,则线圈的自感系数L(A) 变大,与电流成反比关系.(B) 变小.(C) 不变.(D) 变大,但与电流不成反比关系. [ ]34、(2421A20)已知一螺绕环的自感系数为L .若将该螺绕环锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数(A) 都等于L 21. (B) 有一个大于L 21,另一个小于L 21. (C) 都大于L 21. (D) 都小于L 21. [ ] 35、(2522A20) 如图所示的电路中,A 、B 是两个完全相同的小灯泡,其内阻r >>R ,L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R 相等.当开关K 接通和断开时,关于灯泡A 和B 的情况下面哪一种说法正确? (A) K 接通时,I A >I B . (B) K 接通时,I A =I B .(C) K 断开时,两灯同时熄灭.(D) K 断开时,I A =I B . [ ]36、(2686A15)有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为M 21,而线圈2对线圈1的互感系数为M 12.若它们分别流过i 1和i 2的变化电流且ti t i d d d d 21>,并设由i 2变化在线圈1中产生的互感电动势为 12,由i 1变化在线圈2中产生的互感电动势为 21,判断下述哪个论断正确.(A) M 12 = M 21, 21 = 12.(B) M 12≠M 21, 21 ≠ 12.(C) M 12 = M 21, 21 > 12.(D) M 12 = M 21, 21 < 12. [ ]37、(2752A15)在真空中一个通有电流的线圈a 所产生的磁场内有另一个线圈b ,a 和b 相对位置固定.若线圈b 中电流为零(断路),则线圈b 与a 间的互感系数:(A) 一定为零. (B)一定不为零.(C) 可为零也可不为零, 与线圈b 中电流无关. (D) 是不可能确定的.[ ]38、(2809A15)一个电阻为R ,自感系数为L 的线圈,将它接在一个电动势为 (t )的交变电源上,线圈的自感电动势为tI LL d d -= , 则流过线圈的电流为: (A) R t /)( (B) R t L /])([ -(C) R t L /])([ + (D) R L / [ ]39、(5138B25) 在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正流向作为 的正方向,则代表线圈内自感电动势 随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个?[ ]40、(5142A20) 面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示,则Φ21和Φ12的大小关系为:(A) Φ21 =2Φ12. (B) Φ21 >Φ12.(C) Φ21 =Φ12. (D) Φ21 =21Φ12. [ ] 41、(5143C50) 如图,一导体棒ab 在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀速运动,磁场方向垂直导轨所在平面.若导轨电阻忽略不计,并设铁芯磁导率为常数,则达到稳定后在电容器的M 极板上(A) 带有一定量的正电荷. (B) 带有一定量的负电荷.(C) 带有越来越多的正电荷. (D) 带有越来越多的负电荷. [ ]42、(5492A10)在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa ′和bb ′,当线圈aa ′和 bb ′如图(1)绕制时其互感系数为M 1,如图(2)绕制时其互感系数为M 2,M 1与M 2的关系是(A) M 1 = M 2 ≠0. (B) M 1 = M 2 = 0.(C) M 1 ≠M 2,M 2 = 0.(D) M 1 ≠M 2,M 2 ≠0. [ ]tttt t (b)(a)图(2)43、(5493A10)在一中空圆柱面上绕有两个完全相同的线圈aa ′和bb ′,当线圈aa ′和bb ′如图(1)绕制及联结时,ab 间自感系数为L 1;如图(2)彼此重叠绕制及联结时,ab 间自感系数为L 2.则 (A) L 1 = L 2 =0. (B) L 1 = L 2 ≠ 0. (C) L 1 = 0,L 2 ≠ 0.(D) L 1 ≠ 0,L 2 = 0. [ ]44、(2154A15) 如图所示,两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上.线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍,线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计.当达到稳定状态后,线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是(A) 4. (B) 2. (C) 1. (D) 21. [ ] 45、(2623A10)用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m = (A) 只适用于无限长密绕螺线管.(B) 只适用于单匝圆线圈.(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环.(D) 适用于自感系数L一定的任意线圈. [ ]46、(5141B30)有两个长直密绕螺线管,长度及线圈匝数均相同,半径分别为r 1和r 2.管内充满均匀介质,其磁导率分别为μ1和μ2.设r 1∶r 2=1∶2,μ1∶μ2=2∶1,当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后,其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为:(A) L 1∶L 2=1∶1,W m 1∶W m 2 =1∶1.(B) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶1.(C) L 1∶L 2=1∶2,W m 1∶W m 2 =1∶2.(D) L 1∶L 2=2∶1,W m 1∶W m 2 =2∶1. [ ]47、(5673A15)两根很长的平行直导线,其间距离d 、与电源组成回路如图.已知导线上的电流为I ,两根导线的横截面的半径均为r 0.设用L 表示两导线回路单位长度的自感系数,则沿导线单位长度的空间内的总磁能W m 为 (A) 221LI . (B) 221LI ⎰∞+π-+0d π2])(2π2[2002r r r r d I r I I μμ (C) ∞.(D) 221LI 020ln 2r d I π+μ [ ] 48、(5675A10)a a ′b b ′ aa ′b b ′ 图(1)图(2)I I d 2r 0P真空中一根无限长直细导线上通电流I ,则距导线垂直距离为a 的空间某点处的磁能密度为(A) 200)2(21a I πμμ (B) 200)2(21aI πμμ (C) 20)2(21I a μπ (D) 200)2(21aI μμ [ ] 49、(5676B25)两根很长的平行直导线,其间距离为a ,与电源组成闭合回路,如图.已知导线上的电流为I ,在保持I 不变的情况下,若将导线间的距离增大,则空间的(A) 总磁能将增大. (B) 总磁能将减少.(C) 总磁能将保持不变. (D) 总磁能的变化不能确定. [ ]50、(5677B25)真空中两根很长的相距为2a 的平行直导线与电源组成闭合回路如图.已知导线中的电流为I ,则在两导线正中间某点P 处的磁能密度为 (A) 200)2(1a I πμμ (B) 200)2(21a I πμμ (C) 200)(21aI πμμ (D) 0 [ ]二、填空题:1、(2112A15)判断在下述情况下,线圈中有无感应电流,若有,在图中标明感应电流的方向.(1) 两圆环形导体互相垂直地放置.两环的中心重合,且彼此绝缘,当B 环中的电流发生变化时,在A 环中__________________________.(2) 无限长载流直导线处在导体圆环所在平面并通过环的中心,载流直导线与圆环互相绝缘,当圆环以直导线为轴匀速转动时,圆环中__________________.2、(2113A15)用导线制成一半径为r =10 cm 的闭合圆形线圈,其电阻R =10 Ω,均匀磁场垂直于线圈平面.欲使电路中有一稳定的感应电流i = 0.01 A ,B 的变化率应为d B /d t =___________________________.3、(2114B25) 如图所示,一半径为r 的很小的金属圆环,在初始时刻与一半径为a (a >>r )的大金属圆环共面且同心.在大圆环中通以恒定的电流I ,方向如图.如果小圆环以匀角速度ω绕其任一方向的直径转动,并设小圆环的电阻为R ,则任一时刻t 通过小圆环的磁通量Φ =______________________.小圆环中的感应电流i =__________________________________________.I (1) (2)⌒ ⌒ ⌒ ⌒ ⌒ ⌒ ⌒ 4、(2115B25) 一段导线被弯成圆心在O 点、半径为R 的三段圆弧ab 、bc 、ca ,它们构成了一个闭合回路,ab 位于xOy 平面内,bc 和ca 分别位于另两个坐标面中(如图).均匀磁场B 沿x 轴正方向穿过圆弧bc 与坐标轴所围成的平面.设磁感强度随时间的变化率为K (K >0),则闭合回路abca 中感应电动势的数值为______________;圆弧bc 中感应电流的方向是_________________.5、(2116B25) 一半径r =10 cm 的圆形闭合导线回路置于均匀磁场B (B =0.80 T)中,B 与回路平面正交.若圆形回路的半径从t = 0开始以恒定的速率d r /d t =-80 cm/s 收缩,则在这t = 0时刻,闭合回路中的感应电动势大小为______________;如要求感应电动势保持这一数值,则闭合回路面积应以d S /d t =____________的恒定速率收缩.6、(2128A15) 如图所示,在一长直导线L 中通有电流I ,ABCD 为一矩形线圈,它与L 皆在纸面内,且AB 边与L 平行.(1) 矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势方向为________________________________. (2) 矩形线圈绕AD 边旋转,当BC 边已离开纸面正向外运动时,线圈中感应动势的方向为_________________________.7、(2129B25)磁换能器常用来检测微小的振动.如图,在振动杆的一端固接一个N 匝的矩形线圈,线圈的一部分在匀强磁场B 中,设杆的微小振动规律为x=A cos ω t ,线圈随杆振动时,线圈中 的感应电动势为_______________________.8、(2136B25) 如图所示,一导线构成一正方形线圈然后对折,并使其平面垂直置于均匀磁场B .当线圈的一半不动,另一半以角速度ω张开时(线圈边长为2l),线圈中感应电动势的大小 =____________________.(设此时的张角为θ,见图)9、(2148B25) 半径为r 的小绝缘圆环,置于半径为R 的大导线圆环中心,二者在同一平面内,且r <<R .在大导线环中通有正弦电流(取逆时针方向为正)I =I 0sin ωt ,其中ω、I 0为常数,t 为时间,则任一时刻小线环中感应电动势(取逆时针方向为正)为_________________________________.10、(2149B25)一面积为S 的平面导线闭合回路,置于载流长螺线管中,回路的法向与螺线管轴线平行.设长螺线管单位长度上的匝数为n ,通过的电流为t I I m ωsin =(电流的正向与回路的正法向成右手关系),其中I m 和ω为常数,t 为时间,则该导线回路中的感生xI L Cω θ × × × × d a b c B × ×× × × × × × ⌒电动势为__________________.11、(2175A10) 如图所示,一磁铁竖直地自由落入一螺线管中,如果开关K 是断开的,磁铁在通过螺线管的整个过程中,下落 的平均加速度____________重力加速度;如果开关K 是闭合的,磁铁在通过螺线管的整个过程中,下落的平均加速 度____________重力加速度.(空气阻力不计.填入大于,小于或等于)12、(2529A15)在一马蹄形磁铁下面放一铜盘,铜盘可自由绕轴转动,如图所示.当上面的磁铁迅速旋转时,下面的铜盘也跟着以相同转向转动起来.这是因为________________________________________________________________________________.13、(2614A10)将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中时,有q =2.0×10-5 C 的电荷通过电流计.若连接电流计的电路总电阻R =25 Ω,则穿过环的磁通的变化∆Φ =_____________________.14、(2615A15)半径为a 的无限长密绕螺线管,单位长度上的匝数为n ,通以交变电流i =I m sin ωt ,则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为_____________________________.15、(2616A15)桌子上水平放置一个半径r =10 cm 的金属圆环,其电阻R =1Ω.若地球磁场磁感强度的竖直分量为5×10-5 T .那么将环面翻转一次,沿环流过任一横截面的电荷q =_________________________.16、(2676A05)在竖直放置的一根无限长载流直导线右侧有一与其共面的任意形状的平面线圈.直导线中的电流由下向上,当线圈平行于导线向下运动时,线圈中的感应电 动势______________________;当线圈以垂直于导线的速度靠近导线时,线圈中 的感应电动势__________________.(填>0,<0或=0)(设顺时针方向的感应电动势为正).17、(2693A10)已知在一个面积为S 的平面闭合线圈的范围内,有一随时间变化的均匀磁场 )(t B ,则此闭合线圈内的感应电动势 =______________________.18、(2760B25)如图所示.电荷Q 均匀分布在一半径为R ,长为L (L >>R )的绝缘长圆筒上. 一静止的单匝矩形线圈的一个边与圆筒的轴线重合.若筒以角速度)1(0t αωω-=减速旋转,则线圈中的感应电流为 _______________________.19、(2130B30)如图所示,等边三角形的金属框,边长为l ,放在均匀磁场中,ab 边平行于磁感强度B ,当金属框绕ab 边以角速 度ω 转动时,bc 边上沿bc 的电动势为 _________________,ca 边上沿ca 的电动势为_________________,金属框内的总Ll b B c a l lω电动势为_______________.(规定电动势沿abca 绕向为正值)20、(2132B25) 如图所示,aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc =L ),位于xy 平面中;磁感强度为B 的匀强磁场垂直于xy 平面.当aOc 以速度v 沿x 轴正向运动时,导 线上a 、c 两点间电势差U ac =____________;当aOc 以速度v 沿y 轴正向运动时,a 、c 两点的电势相比较, 是____________点电势高.21、(2133B30) 载有恒定电流I 的长直导线旁有一半圆环导线cd ,半圆环半径为b ,环面与直导线垂直,且半圆环两端点连线的延长线与直导线相交,如图.当半圆环以速度v 沿平行于直导线的方向平移时,半圆环上的感应电动势的大小是____________________. 22、(2134B25) 金属杆AB 以匀速v =2 m/s 平行于长直载流导线运动,导线与AB 共面且相互垂直,如图所示.已知导线载有电流I = 40 A ,则此金属杆中的感应电动势i =____________,电势较高端为______.(ln2 = 0.69) 23、(2135A20) 四根辐条的金属轮子在均匀磁场B 中转动,转轴与B 平行,轮子和辐条都是导体,辐条长为R ,轮子转速为n ,则轮子中心O 与轮边缘b 之间的感应电动势为 ______________,电势最高点是在______________处. 24、(2144B20) 金属圆板在均匀磁场中以角速度ω 绕中心轴旋转,均匀磁场的方向平行于转轴,如图所示.这时板中由中心至同一边缘点的不同曲线上总感应电动势的大小_________,方向__________________. 25、(2317B30)半径为L 的均匀导体圆盘绕通过中心O 的垂直轴转动,角速度为ω,盘面与均匀磁场B 垂直,如图. (1) 图上Oa 线段中动生电动势的方向为_________________. (2) 填写下列电势差的值(设ca 段长度为d ): U a -U O =__________________. U a -U b =__________________. U a -U c =__________________.26、(2318B40) 在竖直向上的均匀稳恒磁场中,有两条与水平面成θ角的平行导轨,相距L ,导轨下端与电阻R 相连,一段质量为m 的裸导线ab 在导轨上保持匀速下滑.在忽略导轨与导线的电阻和其间摩擦的情况下,感应电动势 ix ×××××c a 的方向Bωa=_____________________;导线ab 上__________端电势高;感应电流的大小i =______________,方向______________.27、(2337B25) 由导线弯成的宽为a 高为b 的矩形线圈,以不变速率v 平行于其宽度方向从无磁场空间垂直于边界进入一宽为3a 的均匀磁场中,线圈平面与磁场方向垂直(如图),然后又从磁场中出来,继续在无磁场的空间运动.设线圈右边刚进入磁场时为t =0时刻,试在附图中画出感应电流I 与时间t 的函数关系曲线.线圈的电阻为R ,取线圈刚进入磁场时感应电流的方向为正向.(忽略线圈自感)28、(2403A15) 在磁感强度为B 的磁场中,以速率v 垂直切割磁力线运动的一长度为L 的 金属杆,相当于____________,它的电动势 =____________,产生此电动势的 非静电力是______________.29、(2412B25)长为l 的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度ω转动.如果转轴在导线上的位置是在____________,整个导线上的电动势为最大,其值为____________;如果转轴位置是在____________,整个导线上的电动势为最小, 其值为____________.30、(2413B25)一段直导线在垂直于均匀磁场的平面内运动.已知导线绕其一端以角速度ω转动时的电动势与导线以垂直于导线方向的速度v 作平动时的电动势相同,那么,导线的长度为____________________. 31、(2424B30) 在图示的电路中,导线AC 在固定导线上向右匀速平移,速度v = 2m/s .设5=AC cm ,均匀磁场随时间的变化率d B /d t = -0.1 T/s ,某一时刻B = 0.5 T ,x =10 cm ,则这时动生电动势的大小为 __________________,总感应电动势的大小为 ______________.以后动生电动势的大小随着AC 的运动而____________.32、(2508B35)一导线被弯成如图所示形状,acb 为半径为R 的四分之三圆弧,直线段Oa 长为R .若此导线放在匀强磁场B 中,B 的方向垂直图面向内.导线以角速度ω在图面内绕O 点 匀速转动,则此导线中的动生电动势 i =___________ ,电势最高的点是________________________.33、(2510B25)如图所示,一段长度为l 的直导线MN ,水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止由图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差=-N M U U ______________________. 34、(2690A15) 一根直导线在磁感强度为B 的均匀磁场中以速度 v 运动切割磁力线.导线bI中对应于非静电力的场强(称作非静电场场强)=K E ____________.35、(2702B25) 如图所示,一直角三角形abc 回路放在一磁感强度为B 的均匀磁场中,磁场的方向与直角边ab 平行 ,回路绕ab 边以匀角速度ω旋转 ,则ac 边中的动生电动势为__________________________,整个回路产生的动生 电动势为____________________________.36、(2753A15) 如图所示,在与纸面相平行的平面内有一载有电流I 的无限长直导线和一接有电压表的矩形线框.线框与长直导线相平行的边的长度为l ,电压表两端a 、b 间的距离和l 相比可以忽略不计.今使线框在与导线共同所在的平面内以速度v 沿垂直于载流导线的方向离开导线,当运动到线框与载流导线相平行的两个边距导线分别为r 1和r 2 (r 2> r 1)时,电压表的读数V =__________________________,电压表的正极端为____________.37、(2787A15)在直角坐标系中,沿z 轴有一根无限长载流直导线,另有一与其共面的短导体棒.若只使导体棒沿某坐标轴方向平动而产生动生电动势,则(1) 导体棒平行x 轴放置时,其速度方向而沿_____________ 轴.(2) 导体棒平行z 轴放置时,其速度方向而沿_____________ 轴.38、(2158A15)一无铁芯的长直螺线管,在保持其半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉 长一些,则它的自感系数将____________________.39、(2159A15)无铁芯的长直螺线管的自感系数表达式为V n L 20μ=,其中n 为单位长度上 的匝数,V 为螺线管的体积.若考虑端缘效应时,实际的自感系数应___________ (填:大于、小于或等于)此式给出的值.若在管内装上铁芯,则L 与电流__________ (填:有关,无关).40、(2521A20) 一线圈中通过的电流I 随时间t 变化的曲线如图所示.试定性画出自感电动势 L 随时间变化的曲线.(以I 的正向作为 的正向)41、(2525A15)一自感线圈中,电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为 400 V ,则线圈的自感系数为L =____________.42、(2619A15)位于空气中的长为l ,横截面半径为a ,用N匝导线绕成的直螺线管,当符合________和____________________的条件时,其自感系数可表成V I N L 20)/(μ=,其中V 是螺线管的体积.B IIt LtO。
应用动力学和能量观点解决电磁感应中的“导轨+杆”模型问题1. 模型概述“导轨+杆”模型是电磁感应问题在高考命题中的“基本道具”,也是高考的热点,考查的知识点多,题目的综合性强,物理情景变化空间大,是我们复习中的难点.“导轨+杆”模型又分为“单杆”型和“双杆”型;导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜;杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等;磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等,情景复杂,形式多变. 2. 常见模型类型 “电—动—电”型“动—电—动”型示意图已知量棒ab 长L ,质量m ,电阻R ;导轨光滑水平,电阻不计 棒ab 长L ,质量m ,电阻R ;导轨光滑,电阻不计过程分析S 闭合,棒ab 受安培力F =BLER,此时加速度a =BLEmR,棒ab 速度v↑→感应电动势E ′=BLv ↑→电流I ↓→安培力F =BIL ↓→加速度a ↓,当安培力F =0时,a =0,v 最大,最后匀速运动棒ab 释放后下滑,此时加速度a =gsin α,棒ab 速度v ↑→感应电动势E =BLv ↑→电流I =ER ↑→安培力F =BIL ↑→加速度a ↓,当安培力F =mgsin α时,a =0,v 最大,最后匀速运动能 量 转 化 通过安培力做功,把电能转化为动能克服安培力做功,把重力势能转化为内能运动 形式 变加速运动 变加速运动 最终 状态匀速运动,vm =E ′BL匀速运动vm =mgRsin αB2L2一、单棒问题 1、发电式(1)电路特点:导体棒相当于电源,当速度为v 时,电动势E =Blv (2)安培力特点:安培力为阻力,并随速度增大而增大(3)加速度特点:加速度随速度增大而减小(4)运动特点:加速度减小的加速运动 (5)最终状态:匀速直线运动 (6)两个极值①v=0时,有最大加速度:Fm F mg a mμ-=②a=0时,有最大速度:(7)能量关系(8)动量关系(9)变形:摩擦力;改变电路;改变磁场方向;改变轨道解题步骤:解决此类问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括总结为: (1)找”电源”,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势的大小和方向; (2)画出等效电路图,求解回路中的电流的大小及方向;(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的动态过程,最后确定导体棒的最终运动情况; (4)列出牛顿第二定律或平衡方程求解. (一)导轨竖直1、如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置,其宽度L =1 m ,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R =0.40 Ω的电阻,质量为m =0.01 kg 、电阻为r =0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示,图象中的OA 段为曲线,AB 段为直线,导轨电阻不计,g =10 m/s2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响),求:甲 乙(1)磁感应强度B 的大小; (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内,通过电阻R 的电荷量; (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内,电阻R 上产生的热量. 答案 (1)0.1 T (2)0.67 C (3)0.26 J解析 (1)金属棒在AB 段匀速运动,由题中图象乙得: v =Δx Δt =7 m/s I =BLv r +R,mg =BIL 解得B =0.1 T(2)q =I Δt I =ΔΦR +r Δt ΔΦ=ΔSΔtB 解得:q =0.67 C(3)Q =mgx -12mv2 解得Q =0.455 J 从而QR =Rr +RQ =0.26 J2、 如图所示,竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L ,导轨间接有一定值电阻R ,质量为m ,电阻为r 的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触,且无摩擦,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,现将金属棒由静止释放,金属棒下落高度为h时开始做匀速运动,在此过程中NM 22-+=()()m F mg R r v B l μ212E mFs Q mgS mv μ=++0m Ft BLq mgt mv μ--=-FB F( )A .导体棒的最大速度为2ghB .通过电阻R 的电荷量为BLhR +rC .导体棒克服安培力做的功等于电阻R 上产生的热量D .重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量 答案 BD3、如图2所示,电阻为R ,其他电阻均可忽略,ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒,质量为m ,棒的两端分别与ab 、cd 保 持良好接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的 匀强磁场中,当导体棒ef 从静止下滑一段时间后闭合开关S ,则S 闭合后 ( ) A .导体棒ef 的加速度可能大于g B .导体棒ef 的加速度一定小于gC .导体棒ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同D .导体棒ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒4、MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.40m ,电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50T 的匀强磁场垂直.质量m 为6.0×10-3kg 、电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1.当杆ab 达到稳定状态时以速率υ匀速下滑,整个电路消耗的电功率P 为0.27W ,重力加速度取10m/s 2,试求速率υ和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2.5、如图,两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置,导轨间距离为L 1电阻不计。
高中物理模块复习典型题分类-电磁感应(含详细答案)一、单选题1.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6)()A.2.5 m/s 1 WB.5 m/s 1 WC.7.5 m/s 9 WD.15 m/s 9 W2.如图所示,水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断中正确的是()A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大3.如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面带有负电荷,在A的正上方用丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面在水平面上且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线重合。
现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则()A.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大4.如图所示,AB、CD是一个圆的两条直径且AB、CD夹角为60°,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面.其中φB=φC=φ,U BA=φ,保持该电场的场强大小和方向不变,让电场以B点为轴在其所在平面内逆时针转过60°.则下列判断中不正确的是()A.转动前U BD=φB.转动后U BD=C.转动后D.转动后5.如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。
高三物理电磁感应试题答案及解析1.电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍,下列不属于电磁感应现象及其应用的是【答案】 C【解析】试题分析: 发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流---电磁感应现象来工作的,所以A属于电磁感应现象及其应用;动圈式话筒是利用说话时空气柱的振动引起绕在磁铁上的线圈做切割磁感线运动,从而产生随声音变化的电流,利用了电磁感应现象,所以B属于电磁感应现象及其应用;电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的,所以C不属于电磁感应现象及其应用;变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的,所以D属于电磁感应现象及其应用,故选C。
【考点】电磁感应2.在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示。
一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是()A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsinθB.t时刻线框匀速运动的速度为C.t时间内线框中产生的焦耳热为D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动【答案】BC【解析】当ab边进入磁场时,有E=Blv0,I=E/R,mgsinθ=BIl,有B2l2v/R=mgsinθ.当ab边刚越过f′时,线框的感应电动势和电流均加倍,则线框做减速运动,有4B2I2v/R=4mgsinθ,加速向上为3gsinθ,A错误;t0时刻线框匀速运动的速度为v,则有4B2I2v/R=mgsinθ,解得v=v/4,B正确;线框从进入磁场到再次做匀速运动过程,沿斜面向下运动距离为3l/2,则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q=3mglsinθ/2+(mv02/2-mv2/2)=3mgls inθ/2+15mv2/32,C正确;线框离开磁场时做加速运动,D错误。
第七章电磁感应变化电磁场思考题7-1感应电动势与感应电流哪一个更能反映电磁感应现象的本质?答:感应电动势。
7-2 直流电流表中线圈的框架是闭合的铝框架,为什么?灵敏电流计的线圈处于永磁体的磁场中,通入电流线圈就发生偏转。
切断电流后线圈在回复原来位置前总要来回摆动好多次。
这时如果用导线把线圈的两个接头短路,则摆动会马上停止。
这是什么缘故?答:用导线把线圈的两个接头短路,线圈中产生感应电流,因此线圈在磁场中受到一力偶矩的作用,阻碍线圈运动,使线圈很快停下来。
7-3让一块磁铁在一根很长的铅直铜管内落下,若不计空气阻力,试描述磁铁的运动情况,并说明理由。
答:当磁铁在金属管中时,金属管内感应感生电流,由楞次定律可知,感生电流的方向,总是使它所激发的磁场去阻止引起感应电流的原磁通量的变化,即:阻碍磁铁相对金属管的运动。
磁铁在金属管内除重力外,受到向上的磁力,向下的加速度减小,速度增大,相应磁力增大。
当磁力等于重力时,磁铁作匀速向下运动,达到动态平衡。
7-4用金属丝绕制的标准电阻是无自感的,怎样绕制才能达到自感系数为零的目的?答:如果回路周围不存在铁磁质,自感L的数值将与电流无关,仅由回路的几何性质、匝数以及周围磁介质的磁导率所决定。
把一条金属丝接成双线绕制,就能得到自感系数为零的线圈。
做纯电阻用的电阻器都是这样绕制的。
7-5 举例说明磁能是贮藏在磁场中的。
7-6如果电路中通有强电流,当你突然拉开闸刀断电时,就会有火花跳过闸刀。
试解释这一现象。
答:当突然拉开通有强电流电路中的刀闸而断电时,电路中电流迅速减小,电流的变化率很大,因而在电路中会产生很大的自感电动势。
此电动势可以把刀闸两端间的空气击穿,因而在刀闸处会有大的火花跳过。
7-7 变化的电场所产生的磁场,是否一定随时间而变化?变化的磁场所产生的电场,是否也一定随时间而变化?7-8 试比较传导电流与位移电流。
答:位移电流具有磁效应-与传导电流相同。
两者不同之处:产生机理不同,传导电流是电荷定向运动形成的,位移电流是变化的电场产生的;存在条件不同,传导电流需要导体,位移电流不需要导体,可以存在于真空中、导体中、介质中;位移电流没有热效应,传导电流产生焦耳热。
高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中,下列说法正确的是:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动,产生感应电流。
下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关?A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案:D.导体切割磁感线的角度。
二、填空题3、在电磁感应现象中,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。
答案:相反;相同。
31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动,切割磁感线,产生感应电动势。
如果只增大速度v,其他条件不变,则产生的感应电动势将_ _ _ _ ;如果保持速度v不变,只减小磁感应强度B,其他条件不变,则产生的感应电动势将 _ _ _ _。
答案:增大;减小。
三、解答题5、在电磁感应现象中,有一闭合电路,置于匀强磁场中,接上电源后有电流通过,现将回路断开,换用另一电源重新接上,欲使产生的感应电动势增大一倍,应采取的措施是()A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。
答案:A.将回路绕原路转过90°。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一,它描述了变化的磁场产生电场,或者变化的电场产生磁场的现象。
这个定律是法拉第在1831年发现的,它为我们打开了一个全新的领域——电磁学,也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。
在高中物理中,法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示,让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。
高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解,他们已经掌握了电场线和磁场线的概念,以及安培定则等基本知识。
初中电磁感应专题练习(含详细答案)
一、选择题
1. 一个导线在磁场中匀速向右移动,感应电动势的方向如何?
A. 由左向右
B. 由右向左
C. 没有感应电动势
D. 无法确定
答案:B
2. 带电粒子在磁场中匀速运动,运动轨迹如何?
A. 直线运动
B. 圆形运动
C. 抛物线运动
D. 双曲线运动
答案:B
二、计算题
1. 一个弯曲的导线长为10cm,导线中有一个电流I=2A,若在
导线处有一个磁感应强度为B=3T的磁场,求电动势的大小为多少?
解答:
$\mathcal{E}=Blv=\frac{1}{2}Blv=\frac{1}{2}Blsin\theta=\frac{1}{2} \times 3 \times 0.1 \times 2=\frac{3}{20}$V。
三、简答题
1. 什么是电磁感应?
电磁感应是指导体中的电子受到磁场的作用从而在导体两端产
生的电动势。
2. 什么是法拉第电磁感应定律?
法拉第电磁感应定律指出,当导体中的磁力线发生变化时,沿
着导体的任意闭合回路中就会产生感应电动势,其大小与磁通量的
变化率成正比,方向满足楞次定律。
3. 什么是楞次定律?
楞次定律指出,当导体内有感应电流时,该电流所发出的磁场的方向是这样的,即它所引起的磁通量的变化总是阻碍引起这种变化的原因。
4. 什么情况下会产生感应电流?
当导体在磁场中发生运动或被磁场线穿过而发生变化时,就会在导体中产生感应电流。
《大学物理》电磁感应练习题及答案一、简答题1、简述电磁感应定律答:当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,不论这种变化是什么原因引起的,回路中都会建立起感应电动势,且此感应电动势等于磁通量对时间变化率的负值,即dtd i φε-=。
2、简述动生电动势和感生电动势答:由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势。
由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。
3、简述自感和互感答:某回路的自感在数值上等于回路中的电流为一个单位时,穿过此回路所围成面积的磁通量,即LI LI =Φ=Φ。
两个线圈的互感M M 值在数值上等于其中一个线圈中的电流为一单位时,穿过另一个线圈所围成面积的磁通量,即212121MI MI ==φφ或。
4、简述位移电流与传导电流有什么异同答:共同点:都能产生磁场。
不同点:位移电流是变化电场产生的(不表示有电荷定向运动,只表示电场变化),不产生焦耳热;传导电流是电荷的宏观定向运动产生的,产生焦耳热。
5 简述感应电场与静电场的区别?答:感生电场和静电场的区别6、写出麦克斯韦电磁场方程的积分形式。
答:⎰⎰==⋅s v q dv ds D ρ dS tB l E s L ⋅∂∂-=⋅⎰⎰d 0d =⋅⎰S S B dS t D j l H s l ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⋅⎰⎰d 7、简述产生动生电动势物理本质答:在磁场中导体作切割磁力线运动时,其自由电子受洛仑滋力的作用,从而在导体两端产生电势差8、 简述磁能密度, 并写出其表达式答:单位体积中的磁场能量,221H μ。
9、 简述何谓楞次定律答:闭合的导线回路中所出现的感应电流,总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因(反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等).这个规律就叫做楞次定律。
10、全电流安培环路定理答:磁场强度沿任意闭合回路的积分等于穿过闭合回路围成的曲面的全电流 s d t D j l d H s e •⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=•⎰⎰二、选择题1、有一圆形线圈在均匀磁场中做下列几种运动,那种情况在线圈中会产生感应电流( D )A 、线圈平面法线沿磁场方向平移B 、线圈平面法线沿垂直于磁场方向平移C 、线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向平行D 、线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向垂直2、有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为21M ,而线圈2对线圈1的互感系数为12M .若它们分别流过1i 和2i 的变化电流且dt di dt di 21<,并设由2i 变化在线圈1中产生的互感电动势为12ε,由1i 变化在线圈1中产生的互感电动势为21ε,下述论断正确的是( D )A 、 12212112,εε==M MB 、 12212112,εε≠≠M MC 、 12212112,εε>=M MD 、 12212112,εε<=M M3、对于位移电流,下列四种说法中哪一种说法是正确的 ( A )A 、位移电流的实质是变化的电场B 、位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷C 、位移电流服从传导电流遵循的所有规律D 、位移电流的磁效应不服从安培环路定理4、下列概念正确的是 ( B )。
大学物理6丫头5《大学物理AI 》作业 No.11 电磁感应班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________一、选择题:(注意:题目中可能有一个或几个正确答案) 1.一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时,铜板中出现涡流(感应电流),则涡流将: (A)加速铜板中磁场的增加 (B)减缓铜板中磁场的增加(C)对磁场不起作用 (D)使铜板中磁场反向[ B ] 解:根据愣次定律,感应电流的磁场总是力图阻碍原磁场的变化。
故选B2.一无限长直导体薄板宽度为l ,板面与Z 轴垂直,板的长度方向沿Y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图。
整个系统放在磁感应强度为B的均匀磁场中,B的方向沿Z 轴正方向,如果伏特计与导体平板均以速度v向Y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0 (B)vBl 21(C) vBl (D) vBl 2[ A ]解:在伏特计与导体平板运动过程中,dc ab εε=,整个回路0=∑ε,0=i ,所以伏特计指示0=V 。
故选A3.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,I 以tId d 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则: (A)线圈中无感应电流。
(B)线圈中感应电流为顺时针方向。
(C)线圈中感应电流为逆时针方向。
(D)线圈中感应电流方向不确定。
[ B ]解:0d d >t I ,在回路产生的垂直于纸面向外的磁场⊗增强,根据愣次定律,回路中产生的电流为顺时针,用以反抗原来磁通量的变化。
故选B4.在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半经为r ,电阻为R 的导线环,环中心距直导线为a ,如图所示,且r a >>。
当aIroabcVdYBZlI直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电量约为:(A))11(220ra a R Ir +-πμ(B)a ra R Ir +ln20πμ (C)aRIr 220μ (D)rRIa 220μ[ C ]解:直导线切断电流的过程中,在导线环中有感应电动势大小:td d Φ=ε 感应电流为:tR Ri d d 1Φ==ε则沿导线环流过的电量为 ∆Φ=⋅Φ==⎰⎰Rt t R t i q 1d d d 1daRIr R r a I R S B 212120200μππμ=⋅⋅=⋅∆≈故选C5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B平行于ab 边,bc 的边长为l 。
电磁感应1、磁通量设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S,如图所示。
(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,简称磁通。
(2)公式:Φ=BS当平面与磁场方向不垂直时,如图所示。
Φ=BS⊥=BScosθ(3)物理意义物理学中规定:穿过垂直于磁感应强度方向的单位面积的磁感线条数等于磁感应强度B。
所以,穿过某个面的磁感线条数表示穿过这个面的磁通量。
(4)单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。
1Wb=1T·1m2=1V·s。
(5) 磁通密度:B=ΦS⊥磁感应强度B为垂直磁场方向单位面积的磁通量,故又叫磁通密度。
2、电磁感应现象(1)电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象,叫做电磁感应现象。
(2)感应电流:在电磁感应现象中产生的电流,叫做感应电流。
(3)产生电磁感应现象的条件①产生感应电流条件的两种不同表述a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动b.穿过闭合电路的磁场发生变化②两种表述的比较和统一a.两种情况产生感应电流的根本原因不同闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动时,是导体中的自由电子随导体一起运动,受到的洛伦兹力的一个分力使自由电子发生定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为动生电流。
穿过闭合电路的磁场发生变化时,根据电磁场理论,变化的磁场周围产生电场,电场使导体中的自由电子定向移动形成电流,这种情况产生的电流有时称为感生电流。
b.两种表述的统一两种表述可统一为穿过闭合电路的磁通量发生变化。
③产生电磁感应现象的条件不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。
条件:a.闭合电路;b.磁通量变化3、电磁感应现象中能量的转化能的转化守恒定律是自然界普遍规律,同样也适用于电磁感应现象。
3、感应电动势(1)定义:在电磁感应现象中产生的电动势,叫做感应电动势。
从低电势位置指向高电势位置。
(2)产生感应电动势的条件:穿过回路的磁通量发生变化。
(3)物理意义:感应电动势是反映电磁感应现象本质的物理量。
(4)方向规定:内电路中的感应电流方向,为感应电动势方向。
1、法拉第电磁感应定律(1) 磁通量变化率:单位时间内磁通量的变化量,即ΔΦΔt反映磁通量变化的快慢。
(2)法拉第电磁感应定律①内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
这就是法拉第电磁感应定律。
②公式:设t 1时刻磁通量为Φ1,t 2时刻磁通量为Φ2。
在Δt =t 2-t 1时间内磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1。
Δt 内磁通量的变化率为ΔΦΔt。
设感应电动势为E ,则有E =k ΔΦΔt其中k 为比例常数。
在国际单位制中,上式中各量的单位都已确定:E 的单位是伏特(V ),Φ的单位是韦伯(Wb ),t 的单位是秒(s )。
同学们可以自己证明1V =1Wb/s ,上式中的k =1,所以E =ΔΦΔt设闭合电路是一个n 匝线圈,可以看作是由n 个单匝线圈串联而成,因此整个线圈中的感应电动势是单匝线圈的n 倍,即E =n ΔΦΔt磁通量改变的方式:①线圈跟磁体之间发生相对运动,这种改变方式是S 不变而相当于B 发生变化;②线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数;③线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动,其实质也是B 不变而S 增大或减小;④线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者之间夹角发生变化,如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子.3.关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量Φ=B ∙S ∙sin α(α是B 与S 的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有: ①S 、α不变,B 改变,这时ΔΦ=ΔB ∙S sin α ②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS ∙B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)当B 、S 、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
有几种情况需要特别注意: ①如图所示,矩形线圈沿a →b →c 在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M 沿条形磁铁轴线向右移动,穿过该线圈的磁通量如何变化? (穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大)②如图所示,环形导线a 中有顺时针方向的电流,a 环外有两个同心导线圈b 、c ,与环形导线a 在同一平面内。
当a中的电流增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?(b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里,a中的电流增大时,总磁通量也向里增大。
由于穿过b线圈向外的磁通量比穿过c线圈的少,所以穿过b线圈的磁通量更大,变化也更大。
)③如图所示,虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a外是无磁场空间。
环外有两个同心导线圈b、c,与虚线圆a在同一平面内。
当虚线圆a中的磁通量增大时,穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?(与②的情况不同,b、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量,且大小相同。
因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。
)2、导体做切割磁感线运动时的感应电动势(1)导体切割磁感线的速度方向与磁场方向垂直如图所示,闭合线圈中一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度是B,ab以速度v匀速切割磁力线,求产生的感应电动势。
在Δt时间内,线框的面积变化量:ΔS=LvΔt穿过闭合电路的的磁通量的变化量:ΔΦ=BΔS代入公式E=t∆φ∆中,得到E=BLv(2)导体切割磁感线的速度方向与磁场方向有一个夹角θ当导体运动方向与磁感线方向有一个夹角θ时,可以把速度分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v⊥=vsinθ和平行于磁感线的分量v∥=vcosθ。
后者不切割磁感线,不产生感应电动势。
前者切割磁感线,产生感应电动势。
感应电动势的表达式为:E=BLv⊥=BLvsinθ一、感应电流的产生条件和感应电动势产生条件的区别感应电流的产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.感应电动势产生的条件:穿过电路的磁通量发生变化.这里不要求闭合.无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生.abc bc这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的.但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流;回路不闭合,则只产生感应电动势而不产生感应电流.二、楞次定律1、步骤楞次定律的应用应该严格按以下四步进行: ①确定原磁场方向;②判定原磁场如何变化(增大还是减小);③根据“增反减同”确定感应电流的磁场方向; ④根据安培定则判定感应电流的方向.2、楞次定律的四种表现形式 形式一、增反减同当闭合回路中原磁通量增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方相同。
形式二、来拒去留感应电流阻碍相对运动,原磁场靠近闭合回路(线圈)时,感应电流的磁场要拒之;原磁场远离回路(线圈)时,感应电流的磁场要留之。
从运动的效果看,可表述为敌进我拒,敌退我追。
形式三、增缩减扩闭合回路中原磁通量增大时,闭合回路的面积有收缩的趋势;原磁通量减少时,闭合回路面积有扩大的趋势。
形式四、(自感现象)感应电流阻碍原电流变化线圈中原电流增加,在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反;反之,则相同。
三、楞次定律和右手定则的区别1、右手定则只适用于部分导体切割磁感线的情况楞次定律适用于任何情况2、楞次定律的研究对象是整个回路,而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导线。
但二者是统一的3、用到楞次定律必定要用安培定则 四、右手定则、安培定则和左手定则的区别五、判断感应电流产生安培力的两种思路五、对法拉第电磁感应定律的理解( 1 ) 内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式:tnE ∆∆Φ=,n 为线圈的匝数. 法拉第电磁感应定律是计算感应电动势的普适规律. ( 2 ) 说明:① t n E ∆∆Φ=本式是确定感应电动势的普遍规律,适用于导体回路,回路不一定闭合.② 在tn E ∆∆Φ=中,E 的大小是由匝数及磁通量的变化率(即磁通量变化的快慢)决定的,与Φ或△Φ之间无大小上的必然联系.磁通量Φ表示穿过某一平面的磁感线的条数;磁通量的变化量△Φ表示磁通量变化的多少;磁通量的变化率t ∆∆Φ表示磁通量变化的快慢.Φ大,△Φ及t ∆∆Φ不一定大;t∆∆Φ大,Φ及△Φ也不一定大.它们的区别类似于力学中的v 、△v 及tva ∆∆=的区别. ③ tnE ∆∆Φ=一般计算△t 时间内的平均电动势,但若t ∆∆Φ是恒定的,则E 不变也是瞬时值.④ 若S 不变,B 随时间变化时,则t B nS E ∆∆=;若B 不变,回路面积S 随时间变化时,则tSnB E ∆∆=.2.导体切割磁感线产生感应电动势( 1 )公式:E =BL v (可从法拉第电磁感应定律推出) ( 2 )说明:① 上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况,且L 、v 与B 两两垂直. ② 当L ⊥B,L ⊥v ,而v 与B 成θ角时,感应电动势E =BL v sin θ. ③ 若导线是曲折的,则L 应是导线的有效切割长度.④ 公式E =BL v 中,若v 是一段时间内的平均速度,则E 为平均感应电动势,若v 为瞬时速度,则E 为瞬时感应电动势.1.在磁感应强度为B ,方向如图所示的匀强磁场中,金属杆PQ 在宽为l 的平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动,PQ 中产生的感应电动势为ε1;若磁感应强度增为2B ,其他条件不变,所产生的感应电动势大小变为ε2,则ε1与ε2之比及通过电阻R 的感应电流方向为的 DA .2∶1,b →aB .1∶2,b →aC .2∶1,a →bD .1∶2,a →b2.一个单匝线圈abcd ,如图放置在一个限制在一定范围内分布的匀强磁场中,已知磁感强度为0.1T ,L =10cm .现使线圈绕ab 轴匀速转动.若由图示位置开始转动60°,则磁通量的变化为 c A .1×10-3 Wb B .5×10-4 WbC . 0D .1.5×10-3 Wb3.如图,要使b 线圈中产生图示I 方向的电流,可采用的办法有 acA .闭合K 瞬间B .K 闭合后把R 的滑动片向右移C .闭合K 后把b 向a 靠近D .闭合K 后把a 中铁芯从左边抽出4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M 相接,如图所示.导轨上放一根导线ab ,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M 所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 DA .匀速向右运动B .加速向右运动C .匀速向左运动D .加速向左运动5.如图所示,闭合矩形线框abcd 位于磁感应强度为B 的匀强磁场中,ad 边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab 、ad 边长分别用L 1、L 2表示,若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为△t ,则通过线框导线截面的电量是AA .t R L BL ∆21 B . R L BL 21 C .tLBL ∆21 D .BL 1L 2a b d c ••••••••••••••••••••••••••••••L 2L2L L图16.如图1所示,金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动,匀强磁场方向垂直纸面向里,当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时,发现回路感生电流方向为逆时针方向,则v1和v2的大小、方向可能是() A.v1>v2,v1向右,v2向左B.v1>v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流,由题意可知回路abdc的面积应增大,选项A、C、D错误,B正确.答案:B图37.如图3所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()解析:据楞次定律,P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的,且方向为正方向时应均匀减弱,故D正确.答案:D图48.(2008年重庆卷)如图4所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈,当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时,穿过线圈的磁通量是先增加后减小,根据楞次定律可判断:在线圈中磁通量增大的过程中,线圈受指向右下方的安培力,在线圈中磁通量减小的过程中,线圈受指向右上方的安培力,故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg ,而运动趋势总向右,D 正确.答案:D9.用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图6所示.在每个线框进入磁场的过程中,M 、N 两点间的电压分别为U a 、U b 、U c 和U d .下列判断正确的是( )图6A .U a <U b <U c <U dB .U a <U b <U d <U cC .U a =U b <U d =U cD .U b <U a <U d <U c 解析:线框进入磁场后切割磁感线,a 、b 产生的感应电动势是c 、d 电动势的一半.而不同的线框的电阻不同.设a 线框电阻为4r ,b 、c 、d 线框的电阻分别为6r 、8r 、6r .则U a =BL v ·3r 4r =3BL v 4,U b =BL v ·5r 6r =5BL v 6,U c =B 2L v ·6r8r=3BL v 2,U d =B 2L v ·4r 6r =4Bl v3.所以B 正确. 答案:B10.如图10甲所示,用裸导体做成U 形框架abcd ,ad 与bc 相距L =0.2 m ,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m =1 kg 的导体棒PQ 与ad 、bc 接触良好,回路的总电阻为R =1 Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示(设图甲中B 的方向为正方向).t =0时,B 0=10 T ,导体棒PQ 与cd 的距离x 0=0.5 m .若PQ 始终静止,关于PQ 与框架间的摩擦力大小在0~t 1=0.2 s 时间内的变化情况,下面判断正确的是( )图10A .一直增大B .一直减小C .先减小后增大D .先增大后减小解析:由图乙,ΔB Δt =B 0t 1=50 T/s ,t =0时,回路所围面积S =Lx 0=0.1 m 2,产生的感应电动势E =ΔB ·SΔt=5 V ,I=ER=5 A,安培力F=B0IL=10 N,方向沿斜面向上.而下滑力mg sin30°=5 N,小于安培力,故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小,沿斜面向下的摩擦力也减小,当安培力等于mg sin30°时,摩擦力为零.安培力再减小,摩擦力变为沿斜面向上且增大,故选项C对.答案:C11.如图,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨在导轨上,ab电阻大于cd电阻。