法拉第电磁感应定律 复习题(2019)
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高中物理人教版(2019)选择性必修第二册2.2法拉第电磁感应定律一、单选题1.关于线圈中产生的感应电动势,下列说法中正确的是()A. 线圈中磁通量的变化量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B. 线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C. 线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D. 线圈中磁通量减小得越快,线圈中产生的感应电动势一定越大2.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。
ac、bc 两金属棒分别串有电压表、电流表,当金属框绕ab边以逆时针转动时,下列判断正确的是( )A. 电压表有读数,电流表没有读数B. 电压表有读数,电流表也有读数C. 电压表无读数,电流表有读数D. 电压表无读数,电流表也无读数3.如图所示,等腰直角三角形区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,左边有一形状完全相同的等腰直角三角形导线框,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,规定线框中感应电流沿逆时针方向为正方向,线框刚进入磁场区域时感应电流为i0直角边长为L,其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()A. B. C. D.4.如图所示,空间内水平线以下存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,一正方形的闭合金属线框从边界的上方一定高度由静止释放,运动过程中线框平面一直在竖直平面内,且.关于线框开始下落后的速度随时间的变化图象,下列图象不可能出现的是()A. B.C. D.5.如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,其余电路电阻都不计,匀强磁场垂直于导轨平面向下,磁感应强度大小为B。
现将质量为m的导体棒由静止释放,当棒下滑到稳定状态时,速度为v。
下列说法错误的是( )A. 导体棒达到稳定状态前做加速度减少的加速运动B. 当导体棒速度达到时加速度为C. 导体棒的a端电势比b端电势高D. 导体棒达到稳定状态后,电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功6.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。
法拉第电磁感应定律一:感应电流(电动势)产生的条件(1)感应电流产生条件:(2)感应电动势产生条件:1.关于电磁感应,下列说法正确的是()A. 线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大B. 在电磁感应现象中,有感应电动势,就一定有感应电流产生C. 闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生D. 磁感应强度与导体棒及其运动方向相互垂直时,可以用右手定则判断感应电流的方向2.图中能产生感应电流的是()A. B. C. D.3.如图所示,一个闭合三角形导线框位于竖直平面内,其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近(但不重叠)的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流。
不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中()A. 线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B. 线框中感应电流方向先为顺时针后为逆时针C. 线框减少的重力势能全部转化为电能D. 线框受到的安培力方向始终竖直向上4.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一根金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ。
在下列各过程中,一定能在闭合回路中产生感应电流的是()A. ab向右运动,同时使θ角增大(0<θ<90°)B. 磁感应强度B减小,同时使θ角减小C. ab向左运动,同时减小磁感应强度BD. ab向右运动,同时增大磁感应强度B和角θ(0<θ<90°)5.如图所示,有一矩形闭合导体线圈,在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中回路能产生感应电动势的是()A. 水平运动B. 水平运动C. 绕轴转动D. 绕轴转动二:楞次定律(右手定则)内容:6.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动。
金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面。
考点2 法拉第电磁感应定律 自感考向1 法拉第电磁感应定律的理解和应用1.[2019全国Ⅰ,20,6分,多选]空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN 所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上.t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示.则在t=0到t=t 1的时间间隔内( )图(a) 图(b)A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C.圆环中的感应电流大小为B 0rS4t 0ρD.圆环中的感应电动势大小为B 0πr 24t 0必备知识:法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培定则、左手定则、电阻定律、欧姆定律等. 关键能力:读图能力;对概念的理解应用能力.解题指导:由于穿过圆环的磁感应强度先垂直纸面向里减小后垂直纸面向外增加,根据楞次定律、安培定则和左手定则可判断感应电流方向及圆环所受安培力的方向;根据法拉第电磁感应定律、电阻定律和欧姆定律,求得感应电动势的大小和感应电流的大小.2.[2018全国Ⅱ,18,6分]如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l ,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下.一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动.线框中感应电流i随时间t 变化的正确图线可能是( )必备知识:运动学知识、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等. 关键能力:图文转化能力;分析判断能力.解题指导:分析线框在间隔均匀的磁感应强度大小相等、方向不同的匀强磁场区域的运动情况,研究线框切割磁感线运动产生电动势的大小和方向,探寻感应电流i 随线框运动时间t 的关系,从而对it 图线进行分析判断.考法1 电磁感应中感生电动势的应用1[2016浙江高考,16,6分]如图所示,a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a =3l b ,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1C.a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D.a 、b 线圈中电功率之比为3∶1由于磁感应强度随时间均匀增大,因此根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向,因此A 项错误;根据法拉第电磁感应定律有E=N ΔΦΔt =NS ΔBΔt ,而磁感应强度均匀变化,即ΔBΔt 恒定,则a 、b 线圈中的感应电动势之比为E a E b=S aS b=l a 2l b2=91,故B 项正确;根据电阻定律有R=ρLS ',且L=4Nl,则R aR b =l al b=31,由闭合电路欧姆定律得I=ER,a、b线圈中的感应电流之比为I aI b=E aE b·R bR a=31,故C项错误;由功率公式P=I2R知,a、b线圈中的电功率之比为P aP b =I a2I b2·R aR b=271, 故D项错误.B1.[2018全国Ⅲ,20,6分,多选]如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R,R在PQ的右侧.导线PQ中通有正弦交流电i,i的变化如图(b)所示,规定从Q到P为电流正方向.导线框R中的感应电动势()图(a)图(b)A.在t=T4时为零B.在t=T2时改变方向C.在t=T2时最大,且沿顺时针方向D.在t=T时最大,且沿顺时针方向考法2 电磁感应中动生电动势的应用(电路问题)2[2016全国Ⅱ,20,6分,多选]法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍设圆盘的半径为r,圆盘转动的角速度为ω,则圆盘转动产生的电动势为E=Bl。
法拉第电磁感应定律1、50匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场。
若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则在0到0.01秒内,线圈中感应电动势最大时刻为 O ,感应电动势为零的时刻为 D ,在0到D 时间内线圈中平均感应电动势为 0.4 。
2、如图两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场中,B 的方向垂直导轨平面。
两导轨间距为L ,左端接一电阻R ,其余电阻不计。
长为2L 的导体棒ab 如图所示放置, 开始时ab 棒与导轨垂直,在ab 棒绕a 点紧贴导轨滑倒的过程中,通过R 的电荷量是 31/2BL 2/2R 。
3.如图所示,圆环a 和b 的半径之比R 1∶R 2=2∶1,且是粗细相同,用同样材料的导线构成,连接两环导线的电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a环置于磁场中与只有b 环置于磁场中的两种情况下,AB 两点的电势差之比为多少? 2:14、如图所示,在一磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h =0.1m 的平行光滑的金属导轨MN 与PQ ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N 、Q 之间连接一阻值R =0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L =0.2m ,每米长电阻r =2.0Ω/m 的金属棒ab ,金属棒与导轨正交,交点为c 、d .当金属棒以速度v=4.0m/s 向左做匀速运动时,试求:(1)电阻R 中的电流强度大小和方向;0.4A(2)使金属棒做匀速运动的外力;0.02N(3)金属棒ab 两端点间的电势差.0.32V5、用相同导线绕制的边长为L 或2L (短边为L ,长边为2L )的四个闭合导体线框,以相同的速度分别匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。
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( B )A.U a < U b < U c < U dB.U a < U b < U d < U cC.U a = U b < U c = U d D .U b < U a < U d < U c6、固定在水平桌面上的金属框架cdef 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab 搁在框架上,可无摩擦地滑动.此时abcd 构成一个边长为L 的正方形,棒的电阻为r ,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0.(1)若从t =0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增量为k ,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,在图中标出感应电流的方向.Kl 2/R(2)在上述(1)的情况中,棒始终保持静止,当t =t 1时垂直于棒的水平拉力为多少?kl 3(B 0+kt 1)/R(3)若从t =0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度怎样随时间变化?(写出B 与t 的关系式) LB 0/l+vt7、下列关于感应电动势大小的说法中,正确的是( D )A .线圈中磁通量变化越大,线圈中的感应电动势一定越大B .线圈中磁通量越大,感应电动势一定越大C .线圈放在磁感应强度越强的地方,感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化越快,感应电动势越8、如图中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中,绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R 的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)( D)NN N N (a) (b) (c)(d)A .由c 到d ,I =Br 2ω/RB .由d 到c ,I =Br 2ω/RC .由c 到d ,I =Br 2ω/(2R )D .由d 到c ,I =Br 2ω/(2R ) 9、 一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
法拉第电磁感应定律练习题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1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是[ ]A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大2.与x轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1),一根长l的金属棒在此磁场中运动时始终与z轴平行,以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv的电动势[ ]A.以2v速率向+x轴方向运动B.以速率v垂直磁场方向运动4.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示[ ]A.线圈中O时刻感应电动势最大B.线圈中D时刻感应电动势为零C.线圈中D时刻感应电动势最大D.线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V5.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[ ] A.将线圈匝数增加一倍B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍D.适当改变线圈的取向6.如图4所示,圆环a与圆环b半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a环单独置于磁场中与b环单独置于磁场中两种情况下,M、N两点的电势差之比为[ ]A.4∶1B.1∶4C.2∶1D.1∶28.如图5所示,相距为l,在足够长度的两条光滑平行导轨上,平行放置着质量与电阻均相同的两根滑杆ab与cd,导轨的电阻不计,磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下,开始时,ab与cd都处于静止状态,现ab杆上作用一个水平方向的恒力F,下列说法中正确的是[ ]A.cd向左运动B.cd向右运动C.ab与cd均先做变加速运动,后作匀速运动D.ab与cd均先做交加速运动,后作匀加速运动9.如图6所示,RQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角,E、F分别为PS与PQ的中点,关于线框中的感应电流[ ]A.当E点经过边界MN时,感应电流最大B.当P点经过边界MN时,感应电流最大C.当F点经过边界MN时,感应电流最大D.当Q点经过边界MN时,感应电流最大10.如图7所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行轨道所在平面。
2.5 第二章 法拉第电磁感应定律(章节复习)【知识再理解1】感应电流方向的判定——楞次定律1. 规律:楞次定律、右手定则,楞次定律的推论:电磁感应现象中的安培力,产生总阻碍磁通量的变化。
2. 方法:(1)归纳法(2)推论法【学以致用1】1. 一平面线圈用细杆悬于P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置I 和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为:( )A . 逆时针方向 逆时针方向B . 逆时针方向 顺时针方向C . 顺时针方向 顺时针方向D . 顺时针方向 逆时针方向2.矩形导线框abcd 与长直导线MN 放在同一水平面上,ab 边与MN 平行,导线MN 中通入如图所示的电流方向,下列说法正确的是( )A .当MN 中的电流增大时,导线框中有顺时针方向的感应电流B .当MN 中的电流增大时,导线框所受的安培力方向向左C .当导线框向右运动时,导线框有逆时针方向的感应电流D .当导线框向右运动时,导线框所受的安培力的合力向左【知识再理解2】感应电流大小的求解——法拉第电磁感应定律1. 规律:法拉第电磁感应定律:电源-电路-电流-力-能等2. 方法:(1)推论法 (2)等效法(3)转化法【学以致用2】1. 一个圆形线圈,共有n =10匝,其总电阻r =4.0Ω,线圈与阻值R 0=16Ω,的外电阻连成闭合回路,如图甲所示.线圈内部存在着一个边长l =0.20m 的正方形区域,其中有分布均匀但强弱随时间变化的磁场,图乙显示了一个周期内磁场的变化情况,周期T =1.0×10-2s ,磁场方向以垂直线圈平面向外为正方向.求:(1)t =18T 时刻,电阻R 0上的电流大小和方向; (2)0~2T ,时间内,流过电阻R 0的电量; (3)一个周期内电阻R 0的发热量.0.4A 方向b->a 1.5×10-3C 1.6×10-2J2. 如图所示,足够长的光滑斜面与水平面夹角θ=37°,在斜面上有垂直斜面向上的有界匀强磁场,边界aa '和bb '与斜面底边平行,且间距为d=0.1m 。
法拉第电磁感应定律复习题(2019.11.11王)一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)1.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A. ab中的感应电流方向由b到aB. ab中的感应电流逐渐减小C. ab所受的安培力保持不变D. ab所受的静摩擦力逐渐减小2.如图甲所示,线圈总电阻r=0.5Ω,匝数n=10,其端点a、b与R=1.5Ω的电阻相连,线圈内磁通量变化规律如图乙所示.关于a、b两点电势φa、φb及两点电势差U ab,正确的是()A. ,B. ,C. ,D. ,3.如图所示,将直径为d,电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出,这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为()A. B. C. D.4.如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两根平行的金属导轨,而、为串接有理想电压表和理想电流表的两根金属棒在、同时以相同速度沿导轨向右运动时,下列结果正确的是A. 电压表有读数,电流表有读数B. 电压表无读数,电流表有读数C. 电压表有读数,电流表无读数D. 电压表无读数,电流表无读数5.如图所示,两块水平放置的平行金属板间距为d,定值电阻的阻值为R,竖直放置的线圈匝数为n,绕制线圈导线的电阻也为R,其它导线的电阻忽略不计现有竖直向上的磁场B穿过线圈,在两极板中有一个质量为电量为q,带正电的油滴恰好处于静止状态,则磁场B的变化情况是A. 均匀增大,磁通量变化率的大小为B. 均匀增大,磁通量变化率的大小为C. 均匀减小,磁通量变化率的大小为D. 均匀减小,磁通量变化率的大小为6.如图甲所示,在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd,bd端接有电阻R。
导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上,导轨电阻不计。
导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场,且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。
在t=0时刻,导体棒以速度v0从导轨的左端向右运动,经过时间2t0开始进入磁场区域,取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是A. B.C. D.7.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A. B. C. D.二、多选题(本大题共2小题,共8.0分)8.如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中()A. 运动的平均速度大小为B. 下滑位移大小为C. 产生的焦耳热小于qBLvD. 受到的最大安培力大小为9.如图所示,磁感应强度为B的有界匀强磁场的宽度为L,一质量为m、电阻为R、边长为d(d<L)的正方形金属线框竖直放置。
线框由静止释放,进入磁场过程中做匀速运动,完全离开磁场前已做匀速运动。
已知重力加速度为g,则线框()A. 进、出磁场过程中电流方向相同B. 进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等C. 通过磁场的过程中产生的焦耳热为D. MN边离开磁场时的速度大小为三、计算题(本大题共1小题,共10.0分)10.如图甲所示,固定在水平桌面上的间距为L的光滑平行金属导轨,其右端MN间接有阻值为R的定值电阻,导轨上存在着以efhg为边界,宽度为d的匀强磁场,磁场磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,方向竖直向下.一长度为L的金属棒垂直于导轨放置,金属棒的电阻也为R,在t=0时刻从图示位置在恒力作用下由静止开始沿导轨向右运动,t=t时刻恰好进入磁场,此时磁感应强度为B,并保持不变.金属棒从图示位置到恰好穿出磁场的运动过程中,电阻R上的电流大小不变. 导轨电阻不计.求:甲乙(1) 0~t时间内流过电阻R的电流I的大小和方向;(2) 金属棒穿过磁场的速度及所受恒力的大小;(3) 金属棒从图示位置到恰好穿出磁场的运动过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】由楞次定律判断ab中电流的方向;由法拉第电磁感应定律判断其中的感应电动势变化,由闭合电路欧姆定律判断电流的变化,由安培力的公式判断安培力的变化,由共点力的平衡判断静摩擦力的变化。
本题主要考查电磁感应定律的理解及应用,知道当磁场均匀变化时,感应电动势恒定是解题的关键,较简单。
【解答】A.由于磁感应强度随时间向下均匀减小,故由楞次定律可知ab中的感应电流方向由a 到b,A错误;B.由法拉第电磁感应定律可知,回路中产生的感应电动势与穿过回路的磁感应强度的变化率成正比,而由于该磁场均匀减小,故磁感应强度的变化率为定值,即感应电动势恒定,故回路中的电流恒定,B错误;C.由安培力表达式可知,ab棒中的电流不变,而磁场变弱,故ab所受的安培力变小,C错误;D.由水平方向共点力的平衡可知,棒由于所受的安培力减小,故其所受的静摩擦力逐渐减小,D正确。
故选D。
2.【答案】A【解析】【分析】由楞次定律判断线圈中的电流方向,由此可得a、b两点的电势高低,由法拉第电磁感应定律解得回路的感应电动势,由闭合电路欧姆定律解得ab两端的电势差。
本题主要考查电磁感应的综合应用,知道磁通量均匀变化时,其变化率为定值,是解题的关键,难度一般。
【解答】从题图乙可知,线圈内的磁通量是增大的,根据楞次定律,感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反,即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向外,根据右手螺旋定则可知,线圈中感应电流的方向为逆时针方向;在回路中,线圈相当于电源,由于电流的方向是逆时针方向,所以a相当于电源的正极,b相当于电源的负极,所以a点的电势大于b点=,a、b两的电势.根据法拉第电磁感应定律得:===,=总点的电势差相当于电路中的路端电压,所以==,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.【答案】A【解析】解:金属环的面积:S=π()2=,由法拉第电磁感应定律得:E==,由欧姆定律得,感应电流:I=,感应电荷量:q=I t,解得:q==,故A正确,BCD错误;故选:A。
由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,由电流的定义式求出感应电荷量。
本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题,应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题,求感应电荷量时,也可以直接用公式q=计算。
4.【答案】D【解析】【分析】电压表是由电流表改装而成的,其核心是电流表,有电流通过电压表时,电压表即有示数。
分析磁通量的变化情况,判断有无感应电流产生,再分析两个电表有无读数。
或根据E=BLv,分析两杆产生的感应电动势的大小关系,再进行判断。
本题关键理解cd棒有效的切割长度即与速度垂直方向导体的长度,知道电压表的核心部分是电流表,没有电流就没有读数。
【解答】图中两个金属棒产生的感应电动势大小相等,都为E =BLv(L是导轨间距),根据右手定则可知,两个感应电动势方向相反,相互抵消,整个回路中总的感应电动势为零,没有感应电流,所以电压表和电流表读数都是0,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.【答案】A【解析】【分析】线圈置于竖直向上的均匀变化的磁场中,根据法拉第电磁感应定律E=n会产生稳定的电动势.根据闭合电路欧姆定律可得出电容器的电压即为电阻的电压,以及电场强度E=与E=;由题意可知,小球受到向上的电场力,根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化。
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律,欧姆定律等等电磁感应与电路、电场的基本规律;还会用楞次定律判端电动势的方向,注意感应电动势与电场强度符号容易混淆,同时要注意电容器的电压不是线圈产生的感应电动势。
【解答】电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态,电场力竖直向上,则电容器的下极板带正电,所以线圈下端相当于电源的正极,由题意可知,根据楞次定律,可得:穿过线圈的磁通量在均匀增大;线框产生的感应电动势:E=n;通过线框的电流:I=,电容器板间的电场强度:E场=;又U =IR,油滴所受电场力:F=E场q,因此,联立以上各式得:F=,对油滴,根据平衡条件得:F=mg,所以解得,线圈中的磁通量变化率的大小为=.故A正确,BCD错误。
故选A。
6.【答案】A【解析】【分析】根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间的变化关系,再根据楞次定律或右手定则判断电流方向。
对于图象问题,关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式,分析斜率的变化,然后作出正确的判断。
【解答】根据法拉第电磁感应定律可得,在0~2t0时间内,产生的感应电动势为定值,则感应电流为定值,根据楞次定律可得回路中电流方向为逆时针,即负方向;导体棒进入磁场的过程中,感应电流,随着速度减小、安培力减小、则加速度a减小,i-t图象的斜率减小,根据右手定则可得电流方向为顺时针,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.【答案】A【解析】解:若要电流相等,则产生的电动势相等。
设切割长度为L,而半圆的直径为d,从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时,线框中产生的感应电动势大小为:…①根据法拉第定律得:…②①②联立得:故BCD错误,A正确,故选:A。
根据转动切割感应电动势公式,,求出感应电动势,由欧姆定律求解感应电流。
根据法拉第定律求解磁感应强度随时间的变化率。
本题关键要掌握转动切割感应电动势公式和法拉第电磁感应定律。
8.【答案】BC【解析】解:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度大于v,故A错误。
B、由q==可知:下滑的位移x=;故B正确;C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流I′=小,故这一过程产生的焦耳热小于qBLv.故C正确;D、金属棒受到的安培力F安=BIL=BL•=BL•=,故D错误故选:BC。
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,做加速度逐渐减小的变加速运动。
由牛顿第二定律,法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理。
本题考查了电磁感应与力学的综合,关键理清金属棒的运动规律,能知道求电量时要用法拉第电磁感应定律求平均电动势。