电磁感应(专题训练)答案
- 格式:doc
- 大小:529.50 KB
- 文档页数:6
2025年⾼考⼈教版物理⼀轮复习专题训练—法拉第电磁感应定律、⾃感和涡流(附答案解析)1.(2023·北京卷·5)如图所⽰,L是⾃感系数很⼤、电阻很⼩的线圈,P、Q是两个相同的⼩灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )A.P与Q同时熄灭B.P⽐Q先熄灭C.Q闪亮后再熄灭D.P闪亮后再熄灭2.(2023·江苏卷·8)如图所⽰,圆形区域内有垂直纸⾯向⾥的匀强磁场,OC导体棒的O端位于圆⼼,棒的中点A位于磁场区域的边缘。
现使导体棒绕O点在纸⾯内逆时针转动。
O、A、C点电势分别为φO、φA、φC,则( )A.φO>φC B.φC>φAC.φO=φA D.φO-φA=φA-φC3.(2023·⼭东德州市模拟)如图甲所⽰,正⽅形虚线框为匀强磁场区域的边界,取垂直纸⾯向⾥为正⽅向,磁感应强度B随时间t变化的规律如图⼄所⽰。
匝数为n、半径为r的导线圈恰好处于虚线框的外接圆上,导线圈与电阻箱R1、定值电阻R2组成回路,回路中的其他电阻不计。
以下说法正确的是( )A.R2中的电流⽅向先向左,再向右B.回路中的电动势为C.t=t0时刻,回路中的电流为零D.R1=R2时,R1消耗的电功率最⼤4.(2023·⼴东⼴州市⼀模)如图甲所⽰为探究电磁驱动的实验装置。
某个铝笼置于U形磁体的两个磁极间,铝笼可以绕⽀点⾃由转动,其截⾯图如图⼄所⽰。
开始时,铝笼和磁体均静⽌,转动磁体,会发现铝笼也会跟着发⽣转动,下列说法正确的是( )A.铝笼是因为受到安培⼒⽽转动的B.铝笼转动的速度的⼤⼩和⽅向与磁体相同C.磁体从图⼄位置开始转动时,铝笼截⾯abcd中的感应电流的⽅向为a→d→c→b→a D.当磁体停⽌转动后,如果忽略空⽓阻⼒和摩擦阻⼒,铝笼将保持匀速转动5.(多选)(2023·辽宁沈阳市模拟)电⼦感应加速器基本原理如图所⽰,图甲的上、下两个电磁铁线圈中电流的⼤⼩、⽅向可以变化,产⽣的感⽣电场使真空室中的电⼦加速。
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。
高二物理电磁感应练习题及答案1. 选择题1.1 下面哪个选项正确地描述了电磁感应现象?A. 当导体在磁场中运动时,会产生电流。
B. 当电流通过导体时,会产生磁场。
C. 当导体静止在磁场中时,会产生电流。
D. 当电荷在磁场中运动时,会产生电流。
答案:A1.2 下列哪个物理量与电磁感应没有直接关系?A. 磁感应强度B. 磁通量C. 电势差D. 导体长度答案:D1.3 下面哪个公式描述了电磁感应定律?A. U = IRB. F = maC. F = qvBD. ε = -dφ/dt答案:D2. 填空题2.1 一个弯曲的导体处于一个磁场中,导体两端的电势差为_______。
答案:零2.2 一个磁场的磁感应强度为0.5 T,磁通量为0.1 Wb,相应的电势差为_______伏特。
答案:0.05 V2.3 当磁场的磁感应强度为0.5 T,磁通量随时间的变化率为0.02Wb/s,相应的感应电动势为_______伏特。
答案:0.01 V3. 解答题3.1 描述电磁感应定律及其公式表达形式。
答案:电磁感应定律是指当导体中的磁通量随时间变化时,会在导体中产生感应电动势。
根据电磁感应定律的公式表达形式,感应电动势ε等于磁通量的变化率对时间的负导数。
即ε = -dφ/dt,其中ε表示感应电动势,φ表示磁通量,t表示时间。
3.2 请解释电动机的工作原理。
答案:电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当在电磁场中放置一个导体并通过导体通电时,在导体中会产生电流。
由于通过导体的电流会受到磁场力的作用,导致导体开始在电磁场中旋转。
这种旋转运动最终被转化为机械能,从而使电动机工作。
3.3 请解释发电机的工作原理。
答案:发电机的工作原理也基于电磁感应现象。
当通过导体的磁通量随时间的变化时,导体中会产生感应电动势。
在发电机中,通过转动磁场和绕组的方式来实现磁通量的变化。
由于感应电动势的产生,通过导体的电流开始流动,实现了电能向机械能的转换,最终产生电能。
一、电磁感应现象的练习题一、选择题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是( C )A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是(BCD )A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是(ABC )A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是(CD )A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是(AB )A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动6.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(A )A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间7.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于(C )A.d/v B.1/v C.(d-1)/v D.(d-2l)/v8.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图7所示。
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。
高二物理电磁感应专题训练及答案(全套)一、电磁感应现象的练习题一、选择题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是[ ]A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是[ ]A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是[ ]A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动6.在图4的直角坐标系中,矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。
匀强磁场与y 轴平行。
线圈如何运动可产生感应电流[ ]A.绕x轴旋转B.绕y轴旋转C.绕z轴旋转D.向x轴正向平移7.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是[ ]A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间8.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于[ ]9.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图7所示。
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 )。
电磁感应计算题专项训练【注】该专项涉及规律:感应电动势、欧姆定律、牛顿定律、动能定理1、(2010重庆卷)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究。
实验装置的示意图如图所示,两块面积均为S 的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d 。
水流速度处处相同,大小为v ,方向水平。
金属板与水流方向平行。
地磁场磁感应强度的竖直分量为B ,水的电阻率为ρ,水面上方有一阻值为R 的电阻通过绝缘导线和电键K 连接到两金属板上。
忽略边缘效应,求:(1)该发电装置的电动势; (2)通过电阻R 的电流强度; (3)电阻R 消耗的电功率2、(2007天津)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ´N ´平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计。
M 、M ´处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C 。
现有长度也为l ,电阻同为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 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 在运动距离为s 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q 。
求:⑴ab 运动速度v 的大小;⑵电容器所带的电荷量q 。
3、(2010江苏卷)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。
一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处由静止释放。
导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I 。
整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。
求:(1)磁感应强度的大小B ;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ; (3)流经电流表电流的最大值I maNN ´4、(2008北京)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd ,每边长为L ,总电阻为R ,总质量为m .将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd 边始终与水平的磁场边界平行.当cd 边刚进入磁场时,⑴求线框中产生的感应电动势大小; ⑵求cd 两点间的电势差大小;⑶若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h 所应满足的条件.5、(2010福建)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。
高中物理《电磁感应》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.社会的进步离不开科学发现,每一步科学探索的过程倾注了科学家的才智和努力,以下关于科学家的贡献说法不正确的是()A.安培提出了分子电流假说,解释了磁现象B.奥斯特首先发现了电流的磁效应C.法拉第发现了电磁感应现象D.库仑测出了电子的电量2.如图甲所示,300匝的线圈两端A、B与一个理想电压表相连。
线圈内有指向纸内方向的匀强磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。
下列说法正确的是()A.A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150VB.A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0VC.B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150VD.B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0V3.如图所示,在匀强磁场中做各种运动的矩形线框,能产生感应电流的是()A.图甲中矩形线框向右加速运动B.图乙中矩形线框匀速转动C.图丙中矩形线框向右加速运动D.图丁中矩形线框斜向上运动4.下列物理学史材料中,描述正确的是()A.卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B.为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果,应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C.法拉第提出了“电场”的概念,并制造出第一台电动机D.库仑通过与万有引力类比,在实验的基础上验证得出库仑定律5.如图所示,将一个闭合铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间,铝框可以绕竖直轴OO'自由转动,蹄形磁铁在手摇的控制下可以绕竖直轴OO'转动。
初始时,铝框和蹄形磁铁均是静止的。
现通过不断手摇使蹄形磁铁转动起来,下列关于闭合铝框的说法正确的是()A.铝框仍保持静止B.铝框将跟随磁极同向转动且一样快C.铝框将跟随磁极同向转动,转速比磁铁小D.铝框将朝着磁极反向转动,转速比磁铁小6.如图所示,a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环,两环半径之比为2:3,其中仅在a环所围成区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。
一 感应电动势的大小1.C 注意磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率这三个物理量的区别。
2.B 对于弯曲的导体棒,可等效为首末端点连线的直导体棒。
3.C 平抛运动垂直磁场方向的速度大小不变。
4.B 折线两端点连线中,对角线最长。
5.CD 本题中产生的感应电动势是由动生和感生两种,1s 末动生产生的感应电动势为BLv=0.8V ,感生产生的电动势为B St∆∆=0.8V ,两种的方向相同,所以电动势为1.6V ,选项A 错误,选项C 正确;1s 末时,电流为1.6A ,所以此时磁场力为BIL=1.28N ,所以选项B 错误;选项D 正确;综上所述,本题的正确选项为CD 。
6.C 根据电磁感应现象产生的条件是:穿过闭合回路的磁通量发生改变时,回路中有感应电流产生,所以选项A 中,即使有一个恒定的磁场,也不会有示数,所以选项A 错误;同理如果将电流表与线圈组成回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,也不能判断出没有磁场,因为磁通量可能不变的,所以选项B 错误;但是有示数只说明一定是有磁场的,所以选项C 正确;将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方向运动,也不会有示数,所以选项D 错误;综上所述,本题的正确选项为C 。
7.D 根据法拉第电磁感应定律:感应电动势等于磁通量的变化率,所以得到在图①中的磁通量不变,所以不会产生感应电动势,选项A 错误;由数学知识得②图中的磁通量变化率是恒定的,所以产生的感应电动势是恒定的,所以选项B 错误;图③中回路在0~t 1时间内与t 1~t 2时间内磁通量的变化率都是恒定的,所以产生恒定的电动势,但是0~t 1时间内的磁通量的变化率大于t 1~t 2时间内磁通量的变化率,所以前一段产生的感应电动势大于后一段时间内的产生的感应电动势,所以选项C 错误;图④中的磁通量的变化率是先变小后变大,所以产生的感应电动势也是先变小后变大,所以本题的正确选项应该为D 8.AC 由u=n Bl 1v 知1u v n B l =,v-t 图线也为直线,即火车做匀加速直线运动,A 对B 不对;再由21v v at=+得出C 正确,D 不正确。
9.(1)灯泡正常发光时路端电压U =2V ,干路上电流P I U==2A由闭合电路欧姆定律E =U +Ir =4V 而E =Bdv 得v =40m/s(2)金属棒所受安培力的大小为F 安=BId =0.2N 故外力的功率P =Fv = F 安v =8W10.(1)cd 边刚进入磁场时,线框速度vE B = (2)此时I =E Rcd 两点间的电势差U =I (34R)=34B (3)安培力 F =BILR根据牛顿第二定律mg-F=ma ,由a =0 解得下落高度满足 h =22442m g R B L11.(1)t =0时,v =0,F =ma ,得a =1m/s 2 。
(2)由F F m a -=安,B L v F B IL BL R==安得,B =5T 。
(3)v =a t =20 m/s ,P =(F 拉- ma )v ,代入数据得:P =40W 。
(4)根据 F - B 2L 22asR =ma ,可以让导轨间距逐渐增大,L ∝,或者加随距离变化的磁场B12.解:(1)线框下边进入磁场区域前做自由下落运动,设下落的时间为t 1,进入磁场时的速度为v ,据题意有:mg IBl =,rBlv r Blv I 322/3==,v = gt 1 解得: 22123lB mr t =①2223l B gmr v =(2)从线框下边进入磁场到下边离开磁场下边界做匀速运动,设此过程的下落时间为t 2,据题意有:vl t 32=mgr v l B =2/322解得: m g rlB t 3222=………②由①②两式解得全过程所用时间mgrl B lB mr t t t 322221223+=+=二 感应电流的方向1.C 根据右手螺旋定则得出:直导线右边的磁场方向是垂直向里的,当电流变小时,再根据楞次定律,得到产生的感应电流方向是顺时针的,当电流反向增大时,产生的感应电流方向也是顺时针的,但是0-T/2时间内直导线中的电流方向和金属框中的电流方向相同,所以相互吸引,线框受到的安培力的合力向左,T/2-T 时间内,直导线中的电流方向和金属框中的电流方向相反,所以相互排斥,所以线框受到的安培力向右,所以本题的正确选项为C 。
2.B 由楞次定律知,线圈平面应向阻碍线圈磁通量增加的方向运动3.C 抓住三个磁通量为0的特殊位置:左边无穷远处,导线正上方和右边无穷远处。
故线圈中磁通量俯视时先向下增大,再减小,后向上增大,最后又减小。
故选C4.B 由右手定则知,导体棒PQ 的电流流向为P →Q ,故选B5.D 由楞次定律知,感应电流所产生的安培力总是阻碍磁体与线圈之间的相对运动,故选D6.A 由右手定则知,a 点电势低于b 点电势,再导体转动时,导体上各点的速度随距离均匀增大,故212E B L ω==πfl 2B ,选A7.C 如图答12-2-1,甲→乙过程,只有AB 边切割,且在均匀减小;而乙→丙过程,AB 边和CD 均在切割,且AB 边产生的感应电动势在均匀减小,CD 边产生的感应电动势在均匀增大,故此过程的电动势为前一过程的2倍。
故选C 。
D D8.B 、D 由左手定则知,正负电荷分别向P 1、P 1两极板聚集,电流方向为a →b ;再由楞次定律,cd 中电流0~1s 内c →d ,0~1s 内d →c ,1~2s 内d →c ,2~3s 内c →d ,3~4s 内c →d ,再由同向电流相吸引,异向电流相排斥,得BD9.图线如图答12-2-2(该段电流末值 | i t 2 | >、= 或< |-i 0| 者均可) 10. 导体杆向右切割磁感线产生感应电流,导体杆受到安培力的作用,当外力F 与安培力平衡时,导体杆做匀速运动,即F =F 安,其中F 安=BIL ,E I R=,E =BLv ,得v =22LB FR11.解析:(1)在ab 下滑过程中,通过小电珠的电流方向始终为N →M (2)ab 棒到达OO'时,E=BLv 所以整个电路消耗的瞬时电功率为222222EB L v P RR==(3)在ab 棒下滑的过程中,系统减少的机械能全部转化为小电珠和金属棒的内能,即:212Q m g r m v=-。
12.解:(1)向右匀速运动回路中的感应电动势为E=BLv在回路中金属棒ab 的有效电阻为r/2,回路中的电流强度为 Rr BLv I +=2两平行金属板之间的电压为U=Ir Bdv 21-根据题意有dU qBqv=0解得:v=8m/s(2)回路中的电流强度为A Rr BLv I 42=+=根据力的平衡条件,拉动金属板向前运动的水平拉力为N mg BIL F 8.2=+=μ三 电磁感应定律的应用1.C 由题意知:导线中的电流方向是相反的,所以电流周围的磁场方向也正好相反,所以穿过回路的磁能量不论电流如何变化,磁通量都是零,所以不会产生自感电动势,所以选项C 正确。
2.B 声波使膜片前后振动时,使线圈中磁通量发生变化,从而产生感应电流,故选B3.D 磁通量是指穿过线圈中磁感线的净条数,故在位置2,磁通量为0,但磁通量的变化率不为0,①对;1→2,磁通量减小,感应电流为逆时针,2→3,磁通量增加,感应电流仍为逆时针,由楞次定律知,线圈所受磁场力总是阻碍线圈与导线的相对运动,方向总是向右,选D4.C 由楞次定律知,线圈所受的力总是阻碍线圈中的磁通量的变化。
0~1s ,磁通量减小,线圈有扩大的趋势;1~2s ,磁通量增大,线圈有缩小的趋势;2~3s ,磁通量减小,线圈有扩大的趋势;3~4s ,磁通量增大,线圈有缩小的趋势。
故选C5.C ab 棒匀速运动时,产生恒定的电流,变压器副线圈中无感应电动势;ab 棒匀加速运动时,产生均匀变化的电流,变压器副线圈中产生恒定的感应电动势;故选C6.AD 由于自感现象,合上开关时,A 1中的电流缓慢增大到某一个值,故过一会儿才亮;断开开关时,A 1中的电流缓慢减小到0,A 1、A 2串联,电流始终相等,都是过一会儿才熄灭。
故选ADi -i -2i 2i 答12-2-27. BD 分析题意得:当外力F 拉着金属杆匀速上升时,拉力要克服重力和安培力做功,所以拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和,即等于金属杆上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和,所以选项A 错误,克服安培力做多少功,电阻R 上则产生多少热量,所以选项B 正确;电流做的功与重力势能之间没有关系,所以选项C 错误;选项D 正确,综上所述,本题的正确选项应该为BD 。
8.CD 对甲:导体棒切割磁感线而产生感应电动势,电容器充电,直到电容器两端电压与导体棒的感应电动势相等时,电路中无电流,导体棒匀速运动;对乙:导体棒切割磁感线而产生感应电流,导体棒受到安培力作用而作减速运动,直到将动能全部转化为内能,导体棒变为静止;对丙:导体棒在安培力作用下向右加速,由于切割磁感线而产生感应电动势跟电源反接,直到两电源的电动势相等时,电路中无电流,导体棒铸匀速运动,选C ;再由上述分析知,丙中导体棒的平均速度最大,乙中最小,故可选出D 9.(1)当ab 杆速度为v 时,感应电动势E =BLv ,此时电路电流 RBLv R E I ==ab 杆受到安培力Rv L B BIL F 22==ab 杆受力分析如图答12-3-1,根据牛顿运动定律,有Rv L B mg F mg ma 22sin sin -=-=θθ解得mRv L B g a 22sin -=θ(2)当θsin 22mg Rv L B =时,ab 杆达到最大速度v m 22sin LB mgR v m θ=10.(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动,加速运动)。
(2)感应电动势E B L v = ①感应电流E I R= ②安培力22M B L v F B IL R==③由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,匀速时合力为零。
22B L v F f R=+ ④)(22f F LB R v -=∴ ⑤由图线可以得到直线的斜率k=2,答12-3-112==∴kLR B (T ) ⑥(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f ,f =2(N ) ⑦ 若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数4.0=μ ⑧ 11.解:(1)设导体棒的初速度为v 0,由动能的定义式2021mvE k =得mE v k 20=设初始时刻产生的感应电动势为E ,由法拉第电磁感应定律得:mE BLBLv E K 2==设初始时刻回路中产生的电流为I ,由闭合电路的欧姆定律得:mE RBL R E I K 2==设初始时刻导体棒受到的安培力为F ,由安培力公式得:mE RL B B I L F K 222==(2)从初始时刻到最终导体棒静止的过程中,导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能,另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能,因在电路中只有电阻,电能最终全部转化为电阻上产生的焦耳热Q 。