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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过M.N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM.FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是(          )

AFM向右

BFN向左

CFM逐渐增大

DFM逐渐减小

正确答案

B,C,D

解析

知识点

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

法拉第发现了电磁感应现象之后,又发明了世界上第一台发电机──法拉第圆盘发电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图4所示,将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B,两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时,则(    )

A电刷A的电势高于电刷B的电势

B若仅减小电刷A、B之间的距离,灵敏电流计的示数将变大

C若仅提高金属盘转速,灵敏电流计的示数将变大

D若仅将滑动变阻器滑动头向左滑,灵敏电流计的示数将变大

正确答案

C

解析

知识点

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 · 5 分

将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是

A

B

C

D

正确答案

B

解析

知识点

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: 多选题
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多选题 · 6 分

很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率

A均匀增大

B先增大,后减小

C逐渐增大,趋于不变

D先增大,再减小,最后不变

正确答案

C

解析

知识点

法拉第电磁感应定律电磁阻尼和电磁驱动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R0,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象,图象中内数据均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(    )

A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B金属线框的边长为v1(t2 -t1)

C磁场的磁感应强度为

D金属线框在O - t4的时间内所产生的热量为

正确答案

B,C

解析

由楞次定律可知金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向,A错误。由图乙可知,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2-t1,所以金属框的边长:l=v1(t2-t1),B正确。在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力:mg=Bil,I=Bl v1/R,解得:B=,C正确。金属框在进入磁场过程中金属框产生的热量为Q1,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:Q1=mgl=mgv1(t2-t1),金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:Q2=mgl+m(),Q= Q1+Q2=2mgv1(t2-t1)+m(),D错误。

知识点

匀变速直线运动的图像动能定理的应用法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

计算题:本题共3小题,共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

13.(15分)做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0cm,线圈导线的截面积A=,电阻率,如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零,求:(计算结果保留一位有效数字)

(1)该圈肌肉组织的电阻R;

(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;

(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.

正确答案

(1)由电阻定律得代入数据得

(2)感应电动势代入数据得

(3)由焦耳定律得代入数据得J

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知识点

导体的电阻闭合电路中的能量转化法拉第电磁感应定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿aB.dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(  )

APQ中电流先增大后减小

BPQ两端电压先减小后增大

CPQ上拉力的功率先减小后增大

D线框消耗的电功率先减小后增大

正确答案

C

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知识点

功能关系电功、电功率法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

11.如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且ab、cd边保持水平,重力加速度为g;求

(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍

(2)磁场上下边界间的距离H

正确答案

(1)设磁场的磁感应强度大小为B,cd边刚进磁场时,线框做匀速运动的速度为v1

E1=2Blv1                                ①

设线框总电阻为R,此时线框中电流为I1,闭合电路欧姆定律,有

设此时线框所受安培力为F1,有

由于线框做匀速运动,其受力平衡,有

mg=F1                                      

由①②③④式得

设ab边离开磁场之前,线框做匀速运动的速度为v2,同理可得

由⑤⑥式得

v2=4v1                               ⑦

(2)线框自释放直到cd边进入磁场前,有机械能守恒定律,有

2mgl=1/2m                         ⑧

线框完全穿过磁场的过程中,由能量守恒定律,有

由⑦⑧⑨式得

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通电直导线在磁场中受到的力法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验,实验装置如图甲所示。在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ,大线圈Ⅰ与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T,且按图乙所示的规律变化,电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场,该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1(其中k为常数)。小线圈Ⅱ与电流传感器连接,并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大,则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是(图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象) (     )

A

B

C

D

正确答案

D

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知识点

闭合电路的欧姆定律法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

24.小明同学设计了一个“电磁天平”,如图1所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡。线圈的水平边长L=0.1m,竖直边长H=0.3m,匝数为。线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度,方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使得天平平衡,测出电流即可测得物体的质量。(重力加速度取

(1)为使电磁天平的量程达到0.5kg,线圈的匝数至少为多少

(2)进一步探究电磁感应现象,另选匝、形状相同的线圈,总电阻,不接外电流,两臂平衡,如图2所示,保持不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B随时间均匀变大,磁场区域宽度。当挂盘中放质量为0.01kg的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率

正确答案

(1)匝(2)

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知识点

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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