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题型:填空题
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填空题 · 4 分

25.如图所示,磁场的方向垂直于xy平面向里,磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1m增加量为1.0×10-2T,即=1.0×10-2T/m,有一个长L=0.2m,宽h=0.1m的不变形的单匝矩形金属线圈,以v=0.2m/s的速度沿x方向运动。则线圈中感应电动势E为________V,若线圈电阻R=0.02Ω,为保持线圈的匀速运动,需要外力大小为________N

正确答案

解析

(1)设线圈向右移动一距离△ S,则通过线圈的磁通量变化为:△ Φ=△ S△ B,而h△ t=,根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为E==hv=4×10﹣5 V。(2)根据欧姆定律可得感应电流I==2×10﹣3 A,电流方向是沿逆时针方向的,导线dc受到向左的力,导线ab受到向右的力。安培力的合力FA=(B2﹣B1)Ih=LIh=4×10﹣7N,所以外力F=FA=4×10﹣7N。

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;安培力

解题思路

(1)求出线圈移动△S磁通量的变化量以及所需的时间,根据法拉第电磁感应定律E= 求出感应电动势的大小。(2)根据欧姆定律求出电流,根据安培力公式可求出其大小,由于线圈做匀速运动,知外力等于线圈所受的安培力,即可求解。

易错点

掌握法拉第电磁感应定律E=

知识点

共点力平衡的条件及其应用闭合电路的欧姆定律通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

4.如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m,电源的电动势为E=3V,内阻r=0.1Ω,限流电阻R0=4.9Ω,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V,则(  )

A由上往下看,液体做顺时针旋转

B液体所受的安培力大小为

C闭合开关10s,液体具有的热能是4.5J

D闭合开关后,液体电热功率为0.081W

正确答案

D

解析

A、由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转;故A错误;

B、电压表的示数为1.5V,则根据闭合电路的欧姆定律:E=U+IR0+Ir,所以电路中的电流值:I===0.3A,

液体所受的安培力大小为:F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05=1.5×10﹣3N.故B错误;

C、液体的等效电阻为R=0.9Ω,10s内液体的热能Q=I2Rt=0.32×0.9×10=0.81J.故C错误;

D、玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,则液体热功率为P=I2R=0.32×0.9=0.081W,故D正确.

考查方向

左手定则;安培力

解题思路

在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向;根据闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流值,然后根据安培力的公式计算安培力的大小,根据焦耳定律计算热功率,从而即可求解.

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率通电直导线在磁场中受到的力
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.如图甲所示,很长的粗糙的导轨MN和PQ水平平行放置,MP之间有一定值电阻R,金属棒ab的电阻为r,不计导轨电阻,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场里,t=0时刻,ab棒从静止开始,在外力F作用下沿导轨向右运动,金属棒ab的电流随时间变化如图乙所示,则ab棒加速度a随时间t变化的图象,R上通过的电量qR随时间的平方t2变化的图象,正确的是:(     )

A

B

C

D

正确答案

B,C

解析

金属棒切割磁感线,感应电动势,由于电流与时间成正比,所以可知,金属棒做匀加速直线运动,A错,B对;化简可知,所以答案为C

考查方向

电磁感应现象中的动力学问题

解题思路

首先利用牛顿第二定律列出方程,分析金属棒的加速度与时间关系,然后求电量

易错点

电磁感应中求电量时不能用瞬时电流求解

知识点

牛顿第二定律闭合电路的欧姆定律法拉第电磁感应定律
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题型: 多选题
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多选题 · 3 分

15.如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则(     )

A电压表的示数变大

B电池输出功率变小

C电阻R2两端的电压变大

D电池的效率变小

正确答案

D

解析

总电流增大,内电压变大,外电压变小,电压表测的是外电压,所以电压表示数变小.故A错误;设电路中的电阻R1、R2和R3的阻值为R,当电键打在1时,R2两端的电压U2==E,当电键打在2时R2两端的电压U2′=E=E,可知.U2′<U2.故C错误。电池的效率可根据η==得知,外电压U变小,电池的效率变小。故D正确;根据,带入上面的式子可知,功率的大小无法判断,所以B错。

考查方向

闭合电路的欧姆定律。

解题思路

将电键S1由位置1切换到位置2,通过外电阻的变化,抓住电动势和内阻不变,分析电流、外电压的变化.电池的效率可根据η=得知。

易错点

关键是抓住电源的电动势和内阻不变,结合闭合电路欧姆定律进行动态分析。

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率串联电路和并联电路
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.如图,两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其左端接有定值电阻ROx轴平行于金属导轨,在0≤x≤4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度B随坐标x(以m为单位)的分布规律为B=0.8-0.2x(T)。金属棒ab在外力作用下从x=O处沿导轨运动,ab始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变,则金属棒(   )

Ax1x3处的电动势之比为1:3

Bx1x3处受到磁场B的作用力大小之比为3:1

Cx1x2与从x2x3的过程中通过R的电量之比为5:3

Dx1x2与从x2x3的过程中通过R产生的焦耳热之比为5:3

正确答案

B,C,D

解析

选项A,由功率的计算:P=知道由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变则,E不变,故A错误。B选项,在x1x3处受到磁场B的作用力大小由P=EI可知,B正确。C选项,由=,知道,,选项C正确。选项D,知道,I相等电量之比等于时间差之比,则从x1x2与从x2x3的过程中通过R产生的焦耳热之比为5:3,D正确。

考查方向

考查导体棒在磁场中切割磁感线产生动生电动势的计算公式:E=BLv。

解题思路

由功率的计算:P=知道由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变则,E不变。根据比较磁场作用力的大小。由感应电荷量和磁通量的变化量的关系,算出电荷量之比。由求出焦耳热。

易错点

对导体在磁场中转动时切割磁感线电动势的计算不清楚。

知识点

功能关系闭合电路的欧姆定律法拉第电磁感应定律
下一知识点 : 闭合电路中的能量转化
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