- 法拉第电磁感应定律
- 共3714题
如图所示，电阻为R的正方形导线框abcd，边长ab=ad=L，质量为m，从某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度也为L，下落过程中线框平面始终保持在同一竖直面内，且ab边始终水平．导线框的ab边刚进入磁场就恰好开始做匀速运动,那么线框进入磁场的过程中ab两点间的电压为 ．在线圈穿越磁场的全过程，线框中产生的焦耳热为 ．（不考虑空气阻力，重力加速度为g）
正确答案
试题分析：（1）线框abcd的ab边在匀速（设为
（2）解法一：线框穿过磁场的时间
由焦耳定律，线框中产生的热量
由以上各式解得：
解法二：根据能量守恒定律，线框以恒定速率通过磁场的过程中，重力与线框所受安培力平衡，因此这一过程实质是重力势能转化为内能的过程，所以此过程中线框产生的焦耳热为
如图所示，放置在水平面内的平行金属框架宽为L=0.4m，金属棒ab置于框架上，并与两框架垂直，整个框架位于竖直向下、磁感强度B=0.5T的匀强磁场中，电阻R=0.09Ω，ab的电阻r=0.01Ω，摩擦不计，当ab在水平恒力F作用下以v=2.5m/s的速度向右匀速运动时，求:
(1) 回路中的感应电流的大小；
(2) 恒力F的大小；
(3) 电阻R上消耗的电功率.
正确答案
（1）5A（2）1N（3）2.25W
试题分析：(1)由法拉第电磁感应定律有
则回路中的感应电流的大小
(2)ab棒匀速运动时水平方向受拉力与安培力，由平衡条件有
(3) 电阻R上消耗的电功率
点评：导体切割磁感线产生感应电动势时，切割磁感线的导体可等效于电源；导轨及电路电阻等效于外部电路，所以求得电动势后，电磁感应问题就转化为电路问题，应用闭合电路欧姆定律即可求解。
在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中有一个正方形金属线圈abcd，边长L=0.2m。线圈的ad边与磁场的左侧边界重合，如图12-14所示，线圈的电阻R=0.4Ω.用外力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场；另一种是以ad边为轴，用力使线圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是t=0.1s。求
（1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。
（2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。
正确答案
（1）0.01J (2)0.012J
（1）使线圈匀速平动移出磁场时，bc边切割磁感线而产生恒定感应电动势E=BLv.而v=L/t.
外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
(2)线圈以ad边为轴匀速转出磁场时，线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为:
外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
一矩形线圈，面积S=1
正确答案
正
试题分析：根据楞次定律，磁场在均匀增加，线圈中由于是断路，没有感应电流，但是有感应电动势，左极板带正电，感应电动势大小为
点评：在求磁通量变化时，注意
如图甲所示,空间存在B="0.5" T､方向竖直向下的匀强磁场,MN､PQ是放在同一水平面内的平行长直导轨,其间距L="0.2" m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m="0.1" kg的导体棒.从零时刻开始,对ab施加一个大小为F="0.45" N､方向水平向右的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触,图乙是棒的速度—时间关系图象,其中AO是图象在O点的切线,AB是图象的渐近线.
(1)除R以外,其余部分的电阻均不计,求R的阻值;
(2)当棒的位移为100 m时,其速度已经达到10 m/s,求此过程中电阻上产生的热量.
正确答案
(1)0.4 Ω (2)20 J
(1)由图象可知,导体棒刚运动时,加速度a="2.50" m/s2,设它受的摩擦力为f.由牛顿运动定律得
F=f+ma 解得:f="0.2" N
导体棒匀速运动时,由力的平衡得
F=F安+f 且F安=BIL I=BLv/R
解得:R=B2L2v/(F-f)="0.4" Ω
(2)根据能量守恒得 Fs-fs=mv2/2+Q
解得Q="20" J.
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