- 楞次定律
- 共118题
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的本质联系。
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,即,这就是法拉第电磁感应定律。
(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动。请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。
(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。两导轨间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑。
求
①当导体棒的速度为v(未达到最大速度)时,通过MN棒的电流大小和方向;
②导体棒运动的最大速度。
正确答案
见解析。
解析
(1)在Δt时间内,ab棒向右移动的距离为vΔt,
这个过程中线框的面积变化量是ΔS=LvΔt
穿过闭合回路的磁通量的变化量是=BΔS=B LvΔt
根据法拉第电磁感应定律
(2)①当导体棒的速度为v时,产生的感应电动势为E=BLv
回路中的电流大小为
由右手定则可知电流方向为从N到M
②导体棒在磁场中运动时,所受安培力大小为
由左手定则可知,安培力方向沿斜面向上
当导体棒的加速度为零时,速度最大
即:
可解得最大速度为
知识点
如图甲所示,在坐标系xOy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其对角线ac和y轴重合,顶点a位于坐标原点O处。在y轴右侧的第I象限内有一等腰直角三角形区域,直角边边长为L,底边的左端位于坐标原点O处,内有垂直纸面向里的匀强磁场。t=0时刻,线圈从图示位置沿cb方向,匀速穿过磁场区域。取ab
c
d
a为感应电流的正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab。随时间t变化的图线应是下列
正确答案
解析
略
知识点
通电直导线a与圆形金属环b共面放置,相互绝缘,如图所示放置,当a通了电流,b中产生顺时针方向的感应电流,且b受到的合力向下,由此可知,直导线a中电流
正确答案
解析
略
知识点
如图甲所示,质量为2kg的绝缘板静止在粗糙水平地面上,质量为1kg、边长为1m、电阻为0.1Ω的正方形金属框ABCD位于绝缘板上,E、F分别为BC、AD的中点。某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB边恰在磁场边缘以外;FECD区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B2=0.5T,CD边恰在磁场边缘以内。假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g=10m/s2。则
正确答案
解析
略
知识点
如图甲所示的电路中,螺线管的匝数匝、横截面积
、螺线管的导线电阻
;定值电阻
。穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度为B,在某段时间内其变化规律如图乙所示,规定磁感应强度B竖直向下的方向为正方向。则下列说法正确的是
正确答案
解析
根据法拉第电磁感应定律:E==n•S
, 代入数据解得:E=5000×2×10-3×
=1V,A正确.电路中的电流稳定后,根据闭合电路欧姆定律得I=
=0.1(A),根据P=I2R1求得 P=4×10-2W,B错误。根据楞次定律知,从上向下看电流方向为逆时针,电容器的下极板带正电,C错误。断开开关S后,电容器放电,一段时间内,流经R2的电流方向由下而上,D正确。本题选AD。
知识点
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