感生电动势、动生电动势_章节学习

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题型：多选题

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多选题 · 6 分

如图所示，在半径为R的半圆形区域内，有磁感应强度为B的垂直纸面向里的有界匀强磁场，PQM为圆内接三角形，且PM为圆的直径，三角形的各边由材料相同的细软弹性导线组成（不考虑导线中电流间的相互作用）。设线圈的总电阻为r且不随形状改变，此时∠PMQ＝30°，已知sin30°＝0。5，cos30°＝。下列说法正确的是

A若磁场方向不变，只改变磁感应强度B的大小，且B＝B＋kt，则此时线圈中产生的感应电流大小为I＝

B穿过线圈PQM中的磁通量大小为＝BR2

C保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中不会产生焦耳热

D保持P、M两点位置不变，将Q点沿圆弧顺时针移动到接近M点的过程中，线圈中始终有感应电流且方向先逆时针，后顺时针

正确答案

B,D

解析

略

知识点

感生电动势、动生电动势楞次定律

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

如图所示，是由两个正方形导线方格构成的网络电路。方格每边长度l=10cm。在x>0的半空间分布有随时间￡均匀增加的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平霭并指商纸内。

今令网络电路以恒定的速度v=5 cm/s沿x轴正方向运动并进入磁场区域，在运动过程中方格的边PQ始终与y轴平行。若取PQ与y轴重合的时刻为t=0，在以后任一酵刻t磁场的磁感应强度为，式中t的单位为为已知恒量。强t=2.5 s时刻，方格中的感应电动势是E1，方格中的感应电动势是E2。E1、E2的表达式正确的是

A

B

C

D

正确答案

B

解析

略

知识点

感生电动势、动生电动势

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

两根足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨下端接有定值电阻R，匀强磁场方向垂直导轨平面向上。现给金属棒一平行于导轨的初速度，使金属棒保持与导轨垂直并沿导轨向上运动，经过一段时间金属棒又回到原位置。不计导轨和金属棒的电阻，在这一过程中，下列说法正确的是

A金属棒上滑时棒中的电流方向由b到a

B金属棒回到原位置时速度大小仍为

C金属棒上滑阶段和下滑阶段的最大加速度大小相等

D金属棒上滑阶段和F滑阶段通过棒中的电荷量相等

正确答案

A,D

解析

略。

知识点

感生电动势、动生电动势右手定则

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题型：简答题

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简答题 · 18 分

在如图所示的装置中，PQM和是两根固定的平行、光滑金属轨道，其中PQ和水平而QM和竖直，它们之间的距离均为L。质量为m、电阻为R的光滑金属棒ab垂直于PQ放置在水平轨道上，在它的中点系着一根柔软轻绳，轻绳通过一个被固定的轻小的定滑轮在另一端系住一个质量为m的物块A，定滑轮跟水平轨道在同一个平面内，轻绳处于绷直状态。另一根质量为m、电阻为R的金属棒cd垂直于QM和紧靠在竖直轨道上，它在运动过程中始终跟轨道接触良好。整个装置处在水平向右的、磁感应强度为B的匀强磁场中。已知重力加速度为g，轨道和轻绳足够长，不计其余各处摩擦和电阻。现同时由静止释放物块A和金属棒cd，当物块A的速度达到某个值时，cd棒恰好能做匀速运动。

求：

（1）cd棒匀速运动的速度大小；

（2）运动过程中轻绳产生的张力的大小；

（3）若cd棒从静止释放到刚达到最大速度的过程中产生的焦耳热为W，求此过程中cd棒下落的距离。

正确答案

见解析。

解析

（1）cd棒匀速运动时，所受安培力跟重力相平衡，令此时回路中的电流为I，cd棒的速度为，有；‍；由以上两式可解得：

（2）令细绳产生的张力大小为T，物块的加速度大小为a，由牛顿第二定律：

对物块有

对ab棒有

由以上两式可解得：

（3）由能量的转化和守恒定律有：

可解得

知识点

通电直导线在磁场中受到的力感生电动势、动生电动势电磁感应中的能量转化

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题型：多选题

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多选题 · 6 分

如图甲所示，在竖直平面内有一单匝正方形线圈和一垂直于竖直平面向里的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场上、下边界AB和CD均水平，线圈的ab边水平且与AB间有一定的距离。现在让线圈无初速自由释放，图乙为线圈从自由释放到cd边恰好离开CD边界过程中的速度一时间关系图象。已知线圈的电阻为r，且线圈平面在线圈运动过程中始终处在竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为g，则根据图中的数据和题中所给物理量可得

A在0～t3时间内，线圈中产生的热量为

B在t2～t3时间内，线圈中cd两点之间的电势差为零

C在t3～t4时间内，线圈中ab边电流的方向为从b流向a

D在0～t3时间内，通过线圈回路的电荷量为

正确答案

A,C

解析

略

知识点

感生电动势、动生电动势电磁感应中的能量转化

1

题型：多选题

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多选题 · 4 分

在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1。规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图（1）所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图（2）所示。则以下说法正确的是( )

A在时间0～5s内，I的最大值为0.1A

B在第4s时刻，I的方向为逆时针

C前2 s内，通过线圈某截面的总电量为0.01C

D第3s内，线圈的发热功率最大

正确答案

B,C

解析

略

知识点

感生电动势、动生电动势电磁感应中的能量转化

1

题型：简答题

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简答题 · 14 分

如图所示，两根相距为d的足够长的光滑平行金属导轨位于xoy竖直面内，一端接有阻值为R的电阻。在y>0的一侧存在沿x轴均匀的垂直纸面的磁场，沿y轴大小。一质量为m的阻值为r的金属直杆与金属导轨垂直，在导轨上滑动时接触良好，当t=0时位于y=0处，速度为v0，方向沿y轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力F作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为a，方向沿y轴的负方向。设导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，重力加速度为g。问：

（1）该回路中的感应电流持续的时间多长?

（2）当金属杆的速度大小为v0/2时，回路中的感应电动势为多大?

（3）在何时感应电流最大？最大值为多少？

（4）请写出施加于金属杆上的外力F和时间t的关系式。

正确答案

见解析

解析

（1）感应电流持续的时间为从开始到棒再次回到出发点的时间，即：

（2）当金属杆的速度大小为v0/2时：

此时的位移为：

此时的磁场：

此时的感应电动势：

（3）设速度为时电流有最大值，考虑到，不妨设

则位移为：

此时的磁场：

此时的感应电动势：

感应电流为：

由1式可知：当或时，即：时，感应电流有最大值。

即时，有感应电流最大值，此时的时间为

感应电流最大值为

（4）施加于金属杆上的外力F随时间t的变化为：

当，以向上为正方向

()

当

，与t无关。

知识点

通电直导线在磁场中受到的力感生电动势、动生电动势

1

题型：多选题

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多选题 · 6 分

如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合，顶点a位于坐标原点O处。在y轴右侧的Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，下边界与x轴重合,右边界与y轴平行。t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取a→b→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

A

B

C

D

正确答案

A,D

解析

略。

知识点

感生电动势、动生电动势楞次定律

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题型：填空题

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填空题 · 4 分

如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在有界匀强磁场内。t0=0时磁感应强度为B0，而后磁场开始均匀减小，在此过程中线圈仅在磁场力作用下运动，v-t图像如图乙，图中斜向虚线为过0点速度图线的切线（数据已给出），则磁感应强度的变化率为_______，t2时刻回路电功率可能为___________。

正确答案

,0或

解析

略

知识点

电功、电功率感生电动势、动生电动势

1

题型：单选题

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单选题 · 6 分

矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感强度B随时间变化的图象如图所示。t=0时刻，磁感强度的方向垂直于纸面向里，在0～4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向），可能如图中的

A

B

C

D

正确答案

D

解析

略

知识点

通电直导线在磁场中受到的力感生电动势、动生电动势

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