- 法拉第电磁感应定律
- 共3714题
(16分)如图10所示,AB、CD是处在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场的两条金属导轨(足够长),导轨宽度为d,导轨通过导线分别与平行金属板MN相连,有一与导轨垂直且始终接触良好的金属棒ab以某一速度沿着导轨做匀速直线运动。在y轴的右方有一磁感应强度为B2且方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在M板由静止经过平行金属板MN,然后以垂直于y轴的方向从F处穿过y轴进入磁场,运动一段时间后打到x轴上的G处,并与x轴正向的夹角为60°;已知OG长为,不计粒子的重力。求:
(1)试判断ab棒的运动方向
(2)金属棒ab做匀速直线运动速度的大小?
正确答案
(1)ab棒应该向左边移动
(2)
金属棒ab在切割
(1)由题意得,ab棒应该向左边移动(2分)
(2)磁感线过程中产生的感应电动势为:
………………(2分)
设粒子在F处进入磁场时的速度为,
由牛顿第二定律得:
…………………(3分)
由几何知识可得(如图)
……………………(4分)
粒子在通过MN过程中由动能定理得: ……………(3分)
联解以上各式得:
………………………………………………………(2分)
(12分)如图12所示,两平行长直金属导轨置于竖直平面内,间距为L,导轨上端有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上,并搁在支架上,导轨和导体棒电阻不计,接触良好,且无摩擦.在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B.开始时导体棒静止,当磁场以速度v匀速向上运动时,导体棒也随之开始运动,并很快达到恒定的速度,此时导体棒仍处在磁场区域内,试求:
(1)导体棒的恒定速度;
(2)导体棒以恒定速度运动时,电路中消耗的电功率.
正确答案
(1)v- 向上 (2)
(1)设棒速为v′,有
E=BL(v-v′) ①
F安=BIL==
②
棒受力平衡有:mg=F安 ③
联立得:v′=v- ④
方向向上
(2)P= ⑤
联立①④⑤得:P=.
一个线圈共有100匝,若在10秒内穿过它的磁通量由0.1Wb增加到0.6Wb,线圈产生的感应电动势为多少?
正确答案
5V
解:感应电动势 5分
=5V 5分
如图所示,导体AB与U形金属导轨接触,共同放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,导轨宽度为50 cm,线框平面、导体速度方向均与磁场方向垂直.
导体切割磁感线
(1)如果导体AB以4.0 m/s的速度向右匀速运动,求导体中感应电动势大小;
(2)如果导体AB运动到某一位置时,电路的总电阻为0.5 Ω,求此时导体受到的安培力.
正确答案
(1)1.0 V (2)0.5 N
(1)根据法拉第电磁感应定律E=Blv=0.5×0.5×4.0 V="1.0" V.
(2)根据闭合电路欧姆定律,电路中的感应电流
I= A="2" A
导体AB在运动时受到的安培力大小
F=BIl=0.5×2×0.5 N="0.5" N.
如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面,已知磁感应强度随时间变化规律为B=(2+0.2t)T,电阻R1="6" Ω,线圈电阻R2="4" Ω,试求:
(1)回路中的磁通量变化率;
(2)回路中的感应电动势;
(3)回路中的电流.
正确答案
(1)0.04 Wb/s (2)4 V (3)0.4 A
(1)回路中磁通量的变化率
=S
=0.2×0.2 Wb/s="0.04" Wb/s.
(2)回路中的感应电动势
E=n=100×0.04 V="4" V.
(3)等效电路如图所示,其中r=R2,根据闭合电路欧姆定律
I= A="0.4" A.
扫码查看完整答案与解析