- 法拉第电磁感应定律
- 共387题
如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用表示c的加速度,
表示d的动能,
、
分别表示c、d相对释放点的位移。正确的是
正确答案
解析
略
知识点
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
如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,电阻为R,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止),则以下说法中正确的是
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
某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc边和ad边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R。则:
正确答案
解析
略
知识点
扫码查看完整答案与解析