法拉第电磁感应定律典型练习题40道附答案
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法拉第电磁感应定律(一)1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中的感应电动势的大小( )A .跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B .跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比;C .跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比;D .跟穿过这一闭合电路的磁通量变化量成正比.2.如图所示,由大小两个半圆弧组成的弯曲金属导线位于匀强磁 场中,当整个导体向右平移时,下列结论正确的是:( ) A . A 、E 电势不相同;B . A 、C 、E 三点的电势相同; C .D 点电势比B 点高; D . 无法判断.3.如图所示,接有理想电压表的三角形导线框abc ,在匀强磁 场中向右匀速运动,问:框中有无感应电流?电压表有无示数?a 、b 两点间有无电势差?( )A .无、无、无B .无、无、有C .无、有、无D .有、有、有 4.如图所示,两根相距d 平行放置的导电轨道,轨道间接有电阻R ,处于磁感应强为B ,垂直轨道平面内的匀强磁场中,一根金属杆与轨道成60°角放置在轨道上,现让金属杆以垂直于杆的速度v 沿轨道匀速滑行,若导电轨道和金属杆的电阻不计,则通过电阻R 的电流为( )) 7题图C .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的方向相反D .dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小,与dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等 8.一个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.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。
9.如图所示,圆环a 和圆环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 环单独置于磁场中和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∶1 B .1∶4 C .2∶1 D .1∶210、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如右图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是( ) A.0--2s B.2—4S C.4—6S D.6—10S11.如图所示,把金属圆环匀速拉出磁场,下列叙述正确的是:( ) A 、向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B 、不管向什么方向拉出,只要产生感应电流,方向都是顺时针C 、 向右匀速拉出时,感应电流方向不变D 、要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变 12. 在竖直指向地面的匀强磁场B 中,将长为L的水平棒由高h 处水平抛出,初速度v 0与棒垂直,不计空气阻力,落地时棒上的感应电动势等于 A .BL v 0 B gh v BL 220+ C.0(/2BL v D 2/)2(0gh v BL +13. 如图所示,MN 、PQ 为两平行金属导轨,M 、P 间连有一阻值为R 的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度为B ,磁场方向与导轨所在的平面垂直,图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为v ,与导轨接触良好,圆环的直径d 与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略,当金属环向右做匀速运动时( )A.有感应电流通过电阻R ,大小为R dBvπ B.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBvC.有感应电流通过电阻R ,大小为RdBv2 D.没有感应电流通过电阻R14、如图所示1、2、3表示三个回路,在回路2的内部有垂直于回路平面的 匀强磁场,当磁感应强度随时间均匀变化时,回路1、2、3产生的感应电动势分别为E1、E2、E3,下列哪个关系式是正确的( ) A 、E 1=E 2<E 3 B 、E 1=E 2=E 3C 、E 1<E 2<E 3D 、E1<E 2=E 315.如图所示,水平放置一光滑矩形导体框,,细棒ab 可在框上自由移动,整个装置处在磁感应强度为0.4T 的匀强磁场中,磁场方向与水平面成300角,ab 长0.2m,电阻为0.1Ω,其余部分电阻不计,棒在水平力F 作用下以2m/s 的速率匀速向右运动,求力F 的大小及力F 做功的机械功率。
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。
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试题及答案法拉第电磁感应定律试题及答案(40分钟 5 0分)一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.关于感应电动势,下列说法中正确的是()A.电源电动势就是感应电动势B.产生感应电动势的那部分导体相当于电源C.在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D.电路中有电流就一定有感应电动势2.(2013揭阳高二检测)从同一位置将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有()A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械能D.磁通量的变化量3.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是()A.0~2 sB.2~4 sC.4~6 sD.6~10 s4.(2013白城高二检测)一接有电压表的矩形线圈在匀强磁场中向右做匀速运动,如图所示,下列说法正确的是()A.线圈中有感应电流,有感应电动势B.线圈中无感应电流,也无感应电动势C.线圈中无感应电流,有感应电动势D.线圈中无感应电流,但电压表有示数5.如图甲所示,圆形线圈M的匝数为50匝,它的两个端点a、b 与理想电压表相连,线圈中磁场方向如图,线圈中磁通量的变化规律如图乙所示,则ab两点的电势高低与电压表读数为()A.φa>φb,20VB.φa>φb,10VC.φa<φb,20VD.φa<φb,10V二、非选择题(本题共2小题,共20分。
需写出规范的解题步骤)6.(10分)如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等。
将线框置于光滑绝缘的水平面上。
在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。
在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。
在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行。
求:(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压;(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?7.(10分)(能力挑战题)如图所示,矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ。
高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。
求:(1)线圈中的感应电流的大小和方向;(2)电阻R两端电压及消耗的功率;(3)前4s内通过R的电荷量。
【答案】(1)0﹣4s内,线圈中的感应电流的大小为0.02A,方向沿逆时针方向。
4﹣6s 内,线圈中的感应电流大小为0.08A,方向沿顺时针方向;(2)0﹣4s内,R两端的电压是0.08V;4﹣6s内,R两端的电压是0.32V,R消耗的总功率为0.0272W;(3)前4s内通过R的电荷量是8×10﹣2C。
【解析】【详解】(1)0﹣4s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。
4﹣6s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:,方向沿顺时针方向。
(2)0﹣4s内,R两端的电压为:消耗的功率为:4﹣6s内,R两端的电压为:消耗的功率为:故R消耗的总功率为:(3)前4s内通过R的电荷量为:2.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ,线框平面垂直于磁感线。
线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长ad =l ,cd =2l ,线框导线的总电阻为R ,则线框离开磁场的过程中,求:(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ; (3)线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd . 【答案】(1)22Bl q R =(2) 234B l vQ R=(3)43cd Blv U =【解析】 【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有:2E B lv =E I R = q It =l t v=联立可得:22Bl q R=(2)线框中的产生的热量:2Q I Rt=解得:234B l vQ R=(3) cd 间的电压为:23cd U IR = 解得:43cd BlvU =3.如图所示,电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内,二者平行且正对,间距为L =1m ,构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α=︒,两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小均为B =0.1T .t =0时,将长度也为L =1m ,电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放.金属杆与轨道接触良好,轨道足够长.重力加速度g =10m/s 2;不计空气阻力,轨道与地面绝缘. (1)求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高(2)在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上,发现cd 杆刚好能静止,求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q【答案】(1) 1V ;a 端电势高;(2) 0.1kg ; 0.5J 【解析】 【详解】解:(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动,根据右手定则可知a 端电势高;ab 杆加速度为:a gsin α=2s t =时刻速度为:10m/s v at ==ab 杆产生的感应电动势的大小:0.1110V 1V E BLv ==⨯⨯=(2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流:1A 5A 220.1E I R ===⨯ 对cd 杆有:30mgsin BIL ︒=解得cd 杆的质量:0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg放上cd 杆后,ab 杆做匀速运动,减小的重力势能全部产生焦耳热根据能量守恒定律则有:300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==︒=⨯⨯⨯=4.如图所示,两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内,并处在竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计.在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻,将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上,可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等,且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计空气阻力.金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中,假设磁感应强度大小为B 且保持不变,为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.(1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN 中的感应电动势E ;(2)在上述情景中,金属棒MN 相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒MN 中的感应电动势E .(3)请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,金属棒MN 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况,通过计算分析说明.【答案】(1)E BLv =;(2)v E BL =(3)见解析 【解析】 【分析】(1)先求出金属棒MN 向右滑行的位移,得到回路磁通量的变化量∆Φ ,再由法拉第电磁感应定律求得E 的表达式;(2)棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力,1v f e B =,棒中电子在洛伦兹力的作用下,电子从M 移动到N 的过程中,非静电力做功v W e Bl =,根据电动势定义WE q=计算得出E. (3)可以从微观的角度求出水平和竖直方向上的洛伦兹力做功情况,在比较整个过程中做功的变化状况. 【详解】(1)如图所示,在一小段时间∆t 内,金属棒MN 的位移 x v t ∆=∆这个过程中线框的面积的变化量S L x Lv t ∆=∆=∆ 穿过闭合电路的磁通量的变化量B S BLv t ∆Φ=∆=∆根据法拉第电磁感应定律 E t∆Φ=∆ 解得 E BLv =(2)如图所示,棒向右运动时,正电荷具有向右的分速度,受到沿棒向上的洛伦兹力1v f e B =,f 1即非静电力在f 的作用下,电子从N 移动到M 的过程中,非静电力做功v W e BL =根据电动势定义 W E q= 解得 v E BL =(3)自由电荷受洛伦兹力如图所示.设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u .如图所示,沿棒方向的洛伦兹力1f q B =v ,做正功11ΔΔW f u t q Bu t =⋅=v 垂直棒方向的洛伦兹力2f quB =,做负功22ΔΔW f v t quBv t =-⋅=-所以12+=0W W ,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.1f 做正功,将正电荷从N 端搬运到M 端,1f 相当于电源中的非静电力,宏观上表现为“电动势”,使电源的电能增加;2f 做负功,宏观上表现为安培力做负功,使机械能减少.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将机械能转化为等量的电能,在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用. 【点睛】本题较难,要从电动势定义的角度上去求电动势的大小,并学会从微观的角度分析带电粒子的受力及做功情况.5.水平面上平行固定两长直导体导轨MN 和PQ ,导轨宽度L =2m ,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B =0.5T ,在垂直于导轨方向静止放置两根导体棒1和2,其中1的质量M =4kg,有效电阻R =0.6Ω,2的质量m =1kg ,有效电阻r =0.4Ω,现使1获得平行于导轨的初速度v 0=10m/s ,不计一切摩擦,不计其余电阻,两棒不会相撞.请计算:(1)初始时刻导体棒2的加速度a 大小. (2)系统运动状态稳定时1的速度v 大小.(3)系统运动状态达到稳定的过程中,流过导体棒1某截面的电荷量q 大小. (4)若初始时刻两棒距离d =10m ,则稳定后两棒的距离为多少? 【答案】(1)10m/s 2(2)8m/s (3)8C (4)2m【解析】 【详解】解:(1)初始时:0E BLv =EI R r=+ 对棒2:F 安BIL ma ==解得:222010m/s B L v a R r==+(2)对棒1和2的系统,动量守恒,则最后稳定时:0()Mv m M v =+ 解得:8m/s v =(3)对棒2,由动量定理:BIL t mv ∆= ,其中q I t =∆ 解得:8C mvq BL== (4)由E t φ∆=∆ 、E I R r=+、 q I t =∆ 联立解得:BL xq R r R rφ∆∆==++ 又mv q BL=解得:22()mv R r x B L+∆=则稳定后两棒的距离:22()2m mv R r d d x d B L+'=-∆=-=6.如图所示,ACD 、EFG 为两根相距L =0.5m 的足够长的金属直角导轨,它们被竖直固定在绝缘水平面上,CDGF 面与水平面夹角θ=300.两导轨所在空间存在垂直于CDGF 平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B`=1T .两根长度也均为L =0.5m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,ab 杆的质量m 1未知,cd 杆的质量m 2=0.1kg ,两杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=36,两金属细杆的电阻均为R =0.5Ω,导轨电阻不计.当ab 以速度v 1沿导轨向下匀速运动时,cd 杆正好也向下匀速运动,重力加速度g 取10m/s 2.(1)金属杆cd 中电流的方向和大小 (2)金属杆ab 匀速运动的速度v 1 和质量m 1【答案】I =5A 电流方向为由d 流向c; v 1=10m/s m 1=1kg 【解析】 【详解】(1)由右手定则可知cd 中电流方向为由d 流向c对cd 杆由平衡条件可得:μ=+0022安sin 60(cos 60)m g m g F=安F BLI联立可得:I =5A (2) 对ab: 由 =12BLv IR得 110m/s v = 分析ab 受力可得: 0011sin 30cos 30m g BLI m g μ=+解得: m 1=1kg7.如图所示,两根间距为L 的平行金属导轨,其cd 右侧水平,左侧为竖直的14画弧,圆弧半径为r ,导轨的电阻与摩擦不计,在导轨的顶端接有阻值为R 1的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。
法拉第电磁感应定律__自感和涡流基础练习1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )A .感应电动势的大小与线圈的匝数无关B .穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C .穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D .感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直。
先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍。
接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s 时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。
先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为( )A.12 B .1 C .2D .43.如图9-2-14所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在平面,导体棒ab 与电路接触良好。
当导体棒ab 在外力F 作用下从左向右做匀加速直线运动时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程中,灯泡L 未被烧毁,电容器C 未被击穿,则该过程中()图9-2-14A .感应电动势将变大B .灯泡L 的亮度变大C .电容器C 的上极板带负电D .电容器两极板间的电场强度将减小4.(2013·苏州模拟)如图9-2-15(a)、(b)所示的电路中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,且小于灯A 的电阻,接通S ,使电路达到稳定,灯泡A 发光,则()图9-2-15A .在电路(a)中,断开S 后,A 将逐渐变暗B .在电路(a)中,断开S 后,A 将先变得更亮,然后逐渐变暗C .在电路(b)中,断开S 后,A 将逐渐变暗D .在电路(b)中,断开S 后,A 将先变得更亮,然后逐渐变暗5.如图9-2-16所示,金属杆ab 放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,长l 1=0.8 m ,宽l 2=0.5 m ,回路总电阻R =0.2 Ω,回路处在竖直方向的磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M =0.04 kg 的木块,磁感应强度从B 0=1 T 开始随时间均匀增加,5 s 末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g 取10 m/s 2,求回路中的电流强度。
物理选修3-2测试题姓名:___________ 班级:___________ 得分:_________一、选择题(本题共有10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的4个选项中,至少有一项是正确的。
全部选对的给4分,选对但不全的得2分,有选错的或不选的得0分)1.如图,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ,电流I 方向从M 到N ,绳子的拉力均为F 。
为使F =0,可能达到要求的方法是A .加水平向右的磁场B .加水平向左的磁场C .加垂直纸面向里的磁场D .加垂直纸面向外的磁场2.两根长直通电导线互相平行,电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处.如图所示,两通电导线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则C 处磁场的总磁感应强度是( )A .2B B .BC .0D .3B3.如图所示,两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同、方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2,则此时b 受到的磁场力大小变为( )A .F 2B .F 1-F 2C .F 1+F 2D .2F 1-F 24.下列说法中正确的是( )A .磁感线可以表示磁场的方向和强弱B .磁感线从磁体的N 极出发,终止于磁体的S 极C .磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D .放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N 极一定指向通电螺线管的S 极5.关于磁感应强度,下列说法中错误的是( ) A .由B =ILF 可知,B 与F 成正比,与IL 成反比 B .由B=IL F 可知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场 C .通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强D .磁感应强度的方向就是该处小磁针N 极受力方向6.如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直流导线,电流方向指向读者,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中:A.a、b两点磁感应强度相同B.a点磁感应强度最大C.c、d两点磁感应强度大小相等D.b点磁感应强度最大7、一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是()A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/sB、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于-0.08 VD、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零8、如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出,外力做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则()<W2,q1<q2A、WB、W1<W2,q1=q2C、W1>W2,q1=q2D、W1>W2,q1>q29.如图示,在竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场方向垂直,当导体环在磁场中完成下述运动时,可能产生感应电流的是:( )A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动;B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动;C.导体环以垂直环面,通过环心的轴转动;D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动。
【物理】物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题(含答案)含答案一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。
线圈的半径为r1。
在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。
导线的电阻不计,求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。
(2)通过电阻R1上的电荷量q。
【答案】(1)2020 3n BrRtπ电流由b向a通过R1(2)20213n B r tRtπ【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为22022n B rBE n n rt t tππ∆Φ∆===∆∆由闭合电路的欧姆定律,得通过R1的电流大小为20233n B rEIR Rtπ==由楞次定律知该电流由b向a通过R1。
(2)由qIt=得在0至t1时间内通过R1的电量为:202113n B r tq ItRtπ==2.如图所示,面积为0.2m2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为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6 Ω,线圈电阻R2=4Ω求:(1)磁通量变化率,回路的感应电动势。
(2)a、b两点间电压U ab。
【答案】(1)0.04Wb/s 4V(2)2.4V【解析】【详解】(1)由B =(2+0.2t )T 得磁场的变化率为0.2T/s Bt∆=∆ 则磁通量的变化率为:0.04Wb/s BS t t∆Φ∆==∆∆ 根据E nt∆Φ=∆可知回路中的感应电动势为: 4V BE nnS t t∆Φ∆===∆∆ (2)线圈相当于电源,U ab 是外电压,根据电路分压原理可知:1122.4V ab ER R R U =+=答:(1)磁通量变化率为0.04Wb/s ,回路的感应电动势为4V 。
(2)a 、b 两点间电压U ab 为2.4V 。
姓名:班级:题号 一、选择题二、填空 题三、计算题四、多项选择总分得分1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是0 >■hD2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人,在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献,下列陈述中不符 创万史事实的是()A.法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B.法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场C.法拉第首先发现了电流的磁效应现象D.法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律3、如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a 和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量①a 和①b大小关系为:A.①a>①bB.①a<①b评卷人得分一、选择题(每空?分,共?分)D.无法比较C.①a=①b4、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A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零C.穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大B .恒定不变,读数为BaVD.读数变小7、如图所示,平行于y 轴的导体棒以速度v 向右匀速直线运动,经过半径为R 磁感应弓S 度为B 的圆形匀强磁场区 域,导体棒中的感应电动势£与导体棒位置x 关系的图像是8、如图所示,一个高度为L 的矩形线框无初速地从高处落下,设线框下落过程中,下边保持水平向下平动。
在线框 的下方,有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为2L,磁场方向与线框平面垂直。
闭合线圈下落后, 刚好匀速进入磁场区,进入过程中,线圈中的感应电流I 0随位移变化的图象可能是5、对于法拉第电磁感应定律 F 面理解正确的是6、如图所示,均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速向右运动时能总是与两边良好接触,一理想电压表跨接在表的读数:(金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为 V 拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电机构,金属框 PQ 两导电机构上,当金属框向右匀速拉出的过程中,电压B)A.恒定不变,读数为BbV C.读数变大9、如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef 垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给一个向右的初速度,则A.ef将匀速向右运动B.ef将往返运动C.ef将减速向右运动,但不是匀减速D.ef将加速向右运动10、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,如图所示。
在每个线框进入磁场的过程中,MN两点间的电压分别为U a、U b、U C和U do 下列判断正确的是为ef11、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是A.0〜2s12、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13、如图所示,光滑绝缘水平桌面上有一矩形线圈abcd,当线圈进入一个有明显边界的匀强磁场前以速率v 运动,当线圈完全进入磁场区域时,其动能恰好等于ab 边进入磁场前时的一半,则 A.线圈cd 边刚好离开磁场时恰好停止B.线圈停止运动时,一部分在磁场中,一部分在磁场外C.d 边离开磁场后,仍能继续运动D.因条件不足,以上三种情况均有可能XX XX XX XXAU a<Ub<U<U BU a<U b<U d<U L CU a=U b<U==U dDU b<U<U d<U C作匀速14、如图所示,长度相等、电阻均为r 的三根金属棒ARCDEF,用导线相连,不考虑导线电阻。
此装置匀速进入A.B.C.垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()XIX t ——— XXX16、如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形线框abc 的ab 边与磁场边界平行,匀强磁场的过程(匀强磁场宽度大于AE 间距离),AB 两端电势差u 随时间变化的图像可能是 x XXX15、如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r,导体棒PQ 与三条导线接触良好;匀强磁场的方向A.流过R 的电流为由d 至ijc,B.流过R 的电流为由c 到d,C.流过R 的电流为由d 到c,D.流过R 的电流为由c 到d, 流过r 的电流为由b 到a 流过r 的电流为由b 到a 流过r 的电流为由a 到b流过r 的电流为由a 到b架现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ah边垂直.则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律?()17、如图所示,LOOL'为一折线,它所形成的两个角/LOO和/OOL'均为45°。
折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO的方向以速度v做匀速直线运动,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流一时间(I—t)关系的是(时间以l/v为单位)()18、如图所示,水平方向的匀速磁场的上下边界分别是MNPQ磁场宽度为L。
一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落,运动过程中上下两边始终与磁场边界平行。
线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如图7所示,则线框从磁场中穿出过程中感应电流i随时间t变化的图象可能是图8中的哪一个A.只可能是①B.只可能是②C.只可能是③D.只可能是③④19、如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示.在t=0时磁感应强度的TT3T方向指向纸里,则在0—4和2—4的时间内,关于环中的感应电流i 的大小和方向的说法,正确的是(A. i 大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针B. i 大小相等,方向先是逆时针,后是顺时针C.i 大小不等,方向先是顺时针,后是逆时针D. i 大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针abcd 放在匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,ab 、bc 边上跨 当将导线ef 从ab 附近匀速向右移动到cd 附近的过程中(A. ef 受到的磁场力方向向左B. ef 两端的电压始终不变C. ef 中的电流先变大后变小D.整个电路的发热功率保持不变21、(6分)一个200匝、面积为20cm 2的圆线圈,放在匀强磁场中,磁场方向与线圈平面成30°角,磁感应强度在0.05s 内由0.1T 增加到0.5T,则初状态穿过线圈的磁通量是Wb,在0.05s 内穿过线圈的磁通量的变化量是wb,线圈中平均感应电动势的大小是Vo22、4m 长的直导体棒以3m/s 的速度在0.05T 的匀强磁场中作垂直于磁场的匀速运动,导体棒两端的感应电动势 为V 。
23、一个500匡的线圈,其电阻为5Q,将它与电阻为495Q 的电热器连成闭合电路.若在0.3s 内穿过线圈的磁匝量从0.03Wb 均匀增加到0.09Wb,则线圈中产生的感应电动势为V,通立电热器的电流为A.评卷人得分二、填空题(每空?分,共?分)20、如图所示,用一根均匀导线做成的矩形导线框放着均匀直导线ef,各导线的电阻不可以忽略24、一根直线水平的导线中通以10A 的电流,由于该处的地磁场而受到0.2N 的安培力作用。
如果使该导线在该处向安培力方向以某速度运动,恰能产生0.2V 的感应电动势,那么其速度该为多大?25、如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为2。
,导轨上端连接一阻值为R 的电阻和电键S,导轨电阻不计,两金属棒a 和b 的电阻都为R,质量分别为那止二。
-02上g和眄=0.01kg ,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦运动,若将b 棒固定,电键S 断开,用一竖直向上的恒力F 拉a 棒,稳定后a 棒以匕=10//S 的速度向上匀速运动,此时再释放b 棒,b 棒恰能保持静止。
(1)求拉力F 的大小(2)若将a 棒固定,电键S 闭合,让b 棒自由下滑,求b 棒滑行的最大速度V?26、两根光滑的足够长直金属导轨MNM'N'平行置于竖直面内,导轨间距为l,导轨上端接有阻值为R 的电阻,如图所示。
质量为m,长度也为l 、阻值为r 的金属棒ab 垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。
导轨处于磁感应强度为B 、方向水平向里的匀强磁场中,ab 由静止释放,在重力作用下向下运动,求:(1)ab 运动的最大速度的大小; (2)若ab 从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?犷厂铲一rXXXXX b 4 XXXXXB三、计算题(3) 若将a 棒和b 棒都固定,电键 S 断开,使磁感应强度从随时间均匀增加,经0.1s 后磁感应强度增大到2*。
时,a 棒受到的安培力大小正好等于 a 棒的重力,求两棒间的距离h (每空?分,共?分)>XXKMHX 注27、如图所示,与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上,导体棒的质量为2Kg,导轨的宽度L=0.5m,放在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面,当导体棒中通过5A的电流时,ab刚好向右做匀速运动。
求:⑴导体棒受到的安培力有多大?⑵导体棒受到的摩擦力有多大?(3)若导体棒中通过的电流为10A时,导体棒获得的加速度多大?XXXXXX~又28、一个300匝的线圈,穿过它的磁通量在0.03s内由6X10-2Wb均匀地增大到9X10-2Wb求线圈中感应电动势的大小。
29、如图所示,匀强磁场的磁感强度为0.5T,方向垂直纸面向里,当金属棒ab沿光滑导轨水平向左匀速运动时,电阻R上消耗的功率为2w,已知电阻R=0.5Q,导轨间的距离[二0,4阴,导轨电阻不计,金属棒的电阻r=0.1Q,求:(1)金属棒ab中电流的方向。
(2)金属棒匀速滑动的速度30、如图所示,水平面内有一对平行放置的金属导轨MkN,它们的电阻忽略不计。
阻值为2Q的电阻R连接在MN的左端。
垂直架在MN上的金属杆ab的阻值r=1Q,它与导轨的接触电阻可以忽略。