- 电磁感应
- 共8761题
在半径为r、电阻为R的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场.以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示.则0~t0时间内,导线框中( )
正确答案
解析
解:A、根据楞次定律可知,左边的导线框的感应电流是顺时针,而右边的导线框的感应电流也是顺时针,则整个导线框的感应电流方向顺时针,故AB错误;
C、由法拉第电磁感应定律,因磁场的变化,导致导线框内产生感应电动势,结合题意可知,产生感应电动势正好是两者之和,即为E=2×;
再由闭合电路欧姆定律,可得感应电流大小为I==
,故C错误,D正确;
故选:D.
如图所示,若放置在桌面上的线圈匝数为100匝,当竖立的条形磁铁在线圈中心上方某一高度时,线圈内的磁通量为0.01Wb,现把条形磁铁插入线圈内,当磁铁停止在线圈内的桌面上时,线圈内的磁通量为0.07Wb.问:
(1)在磁铁插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量△φ是多少?
(2)如果磁铁插入线圈的过程中所用时间是2s,线圈中的感应电动势大小E为多大.
正确答案
解:(1)磁通量的变化量△Φ=Φ2-Φ1=0.07-0.01=0.06Wb;
(2)由法拉第电磁感应定律可知E=n=100×
V=3V;
答:(1)在磁铁插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量△φ是0.06Wb;
(2)如果磁铁插入线圈的过程中所用时间是2s,线圈中的感应电动势大小E为3V.
解析
解:(1)磁通量的变化量△Φ=Φ2-Φ1=0.07-0.01=0.06Wb;
(2)由法拉第电磁感应定律可知E=n=100×
V=3V;
答:(1)在磁铁插入线圈的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量△φ是0.06Wb;
(2)如果磁铁插入线圈的过程中所用时间是2s,线圈中的感应电动势大小E为3V.
关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是______:
A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大
C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大.
正确答案
解:A、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁通量的变化大小无关,故A错误;
B、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁通量的大小无关,故B错误;
C、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁感强度强弱无关,故C错误;
D、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,故D正确;
故选:D
解析
解:A、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁通量的变化大小无关,故A错误;
B、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁通量的大小无关,故B错误;
C、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,与磁感强度强弱无关,故C错误;
D、由得,线圈中产生的感应电动势大小由磁通量变化快慢决定,故D正确;
故选:D
(2014秋•泗洪县校级期中)一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为E.若将线圈匝数增加为原来的2倍,磁感应强度B变为原来的,面积保持不变,则线圈产生的感应电动势变为( )
正确答案
解析
解:法拉第电磁感应定律:E=N,
若将线圈匝数增加为原来的2倍,磁感应强度B变为原来的,面积保持不变,
则线圈产生的感应电动势变为E′==E.故B正确,ACD错误;
故选:B.
如图甲所示,质量为2kg的绝缘板静止在粗糙水平地面上,质量为1kg、边长为1m、电阻为0.1Ω的正方形金属框ABCD位于绝缘板上,E、F分别为BC、AD的中点.某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB边恰在磁场边缘以外;FECD区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B2=0.5T,CD边恰在磁场边缘以内.假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g=10m/s2.则( )
正确答案
解析
解:A、根据法拉第电磁感应定律有:E==
×1×0.5=0.5V,故A错误;
B、C、则回路中的电流为:I==
=5A,所受安培力的大小为:F=B2Il=0.5×5×1=2.5N>1N,
根据楞次定律可知,产生感应电流的方向逆时针,即为ABCD,则由左手定则可知,安培力的方向水平向右,故BC错误;
D、若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,根据f=μN=0.3×1×10=3N,大于安培力,则金属框可以在绝缘板上保持静止,故D正确.
故选:D.
如图甲,平行导轨MN、PQ水平放置,电阻不计.两导轨间距d=10cm,导体棒ab、cd放在导轨上,并与导轨垂直.每根棒在导轨间的部分,电阻均为R=1.0Ω.用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁场中.t=0的时刻,磁场方向竖直向下,丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此后,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响.整个过程丝线未被拉断.
求(1)0~2.0s的时间内,电路中感应电流的大小及方向;
(2)t=1.0s 的时刻丝线的拉力大小.
正确答案
解:(1)从图象可知,=0.1T/s
E=n=
=0.1×0.1×0.2V=0.002V
则I==
A=0.001A
故电路中感应电流的大小为0.001A,
根据楞次定律可知,方向是acdba.
(2)导体棒在水平方向上受拉力和安培力平衡
T=FA=BIL=0.1×0.001×0.1N=1×10-5N.
故t=1.0s的时刻丝线的拉力大小1×10-5N.
答:(1)0~2.0s的时间内,电路中感应电流的大小0.001A及方向acdba;
(2)t=1.0s 的时刻丝线的拉力大小1×10-5N.
解析
解:(1)从图象可知,=0.1T/s
E=n=
=0.1×0.1×0.2V=0.002V
则I==
A=0.001A
故电路中感应电流的大小为0.001A,
根据楞次定律可知,方向是acdba.
(2)导体棒在水平方向上受拉力和安培力平衡
T=FA=BIL=0.1×0.001×0.1N=1×10-5N.
故t=1.0s的时刻丝线的拉力大小1×10-5N.
答:(1)0~2.0s的时间内,电路中感应电流的大小0.001A及方向acdba;
(2)t=1.0s 的时刻丝线的拉力大小1×10-5N.
某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中( )
正确答案
解析
解:电容式话筒与电源串联,电压保持不变.在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式C= 得电容减小,
又根据电容定义式C= 得电容器所带电量减小,电容器的放电电流通过R的方向由M到N,所以M点的电势比N点的高.故A、C错误,B、D正确.
故选:BD.
如图所示的线圈有100匝,2s内穿过线圈的磁通量由0.01Wb增加到0.09Wb,则:
(1)线圈产生的感应电动势是多少?
(2)如果1s内穿过线圈的磁通量由0.09Wb减小到0.04Wb,则线圈产生的感应电动势为多少?
正确答案
解:(1)感应电动势:E1=n=100×
=4V;
(2)感应电动势:E2=n=100×
=-5V,负号表示方向;
答:(1)线圈产生的感应电动势是4V;
(2)线圈产生的感应电动势是5V.
解析
解:(1)感应电动势:E1=n=100×
=4V;
(2)感应电动势:E2=n=100×
=-5V,负号表示方向;
答:(1)线圈产生的感应电动势是4V;
(2)线圈产生的感应电动势是5V.
如图所示,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,闭合铜环沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离,则铜环在1、3两位置时的磁通量大小Φ1______Φ3,磁通量的变化率
______
.(填“>,=或<”)
正确答案
=
<
解析
解:由题意可知,则位置1、3的磁场强弱相同,由磁通量的定义式,可知,铜环在1、3两位置时的磁通量大小相等,即Φ1=Φ3,
感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因;当铜环经过1位置时,正在靠近螺线管,铜环受到的磁场力阻碍铜环靠近螺线管(来拒),则加速度a1<g;当铜环经过位置3时,正在远离螺线管,铜环受到的磁场力阻碍铜环远离螺线管(去留),则加速度a3<g;当铜环经过2位置时,环中磁通量最大,且运动方向与磁场平行,故不产生感应电流,则加速度a2=g.又由于从1位置经2位置到3位置的过程中,铜环的速度在逐渐增加,即V3>V1,故铜环在3位置处所受感应电动势比在1位置时感应电动势大,则有:磁通量的变化率<
.
故答案为:=;<.
在0.5s内把磁铁的一极插入匝数为100匝的螺线管中,穿过每匝线圈的磁通量由0增至1.5×10-2Wb,这段时间内螺线管产生的感应电动势是______V.
正确答案
3
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得:=
故答案为:3.
“心”形导线框固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是( )
正确答案
解析
解:由图可知,0-1s内,线圈中磁通量的变化率相同,故0-1s内电流的方向相同,由楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针,即电流为负方向;
同理可知,1-2s内电路中的电流为顺时针,2-3s内,电路中的电流为顺时针,3-4s内,电路中的电流为逆时针,
由E==
可知,电路中电流大小恒定不变,故A正确,BCD错误.
故选:A.
如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,则在
~
这段时间内( )
正确答案
解析
解:A、B线圈转动的周期 T=,则在
~
这段时间内,即在
T~
T时间内,线圈从与磁场垂直的方向转过180°,即从中性面转过180°的过程中,感应电动势先增大后减小,感应电流先增大后减小,故A错误,B正确;
C、在t=和t=
两个时刻,线圈垂直于磁场,磁通量最大,所以穿过线圈的磁通量先减小后增大,故C错误.
D、在t=和t=
两个时刻,线圈垂直于磁场,位于中性面,感应电动势为零,根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率为零;在t=
时刻,线圈平行于磁场,感应电动势最大,磁通量变化率最大,所以磁通量的变化率先增大后减小,故D错误;
故选:B.
穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少了2Wb,则( )
正确答案
解析
解:由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势E=n=1•
=2V,
感应电动势是一个定值,不随时间变化,故A、B、C错误,D正确.
故选D.
有一根粗细均匀的长直软铁棒,其横截面积为10cm2,将绝缘导线密绕在软铁棒上.当导线中有电流通过时,软铁棒中部穿过0.5cm2横截面积的磁通量为5.0×10-6Wb.求:
(1)软铁棒中部内的磁感应强度大小?
(2)穿过软铁棒中部横截面的磁通量?
正确答案
解:(1)导线密绕在软铁棒上,通电后导线产生匀强磁场,由Φ=BS得
B==
T=0.1T
(2)穿过软铁棒中部横截面的磁通量Φ′=BS′=0.1×10×10-4=1.0×10-4 Wb
答:软铁棒中部内的磁感应强度大小为0.1T,穿过软铁棒中部横截面的磁通量为1.0×10-4Wb.
解析
解:(1)导线密绕在软铁棒上,通电后导线产生匀强磁场,由Φ=BS得
B==
T=0.1T
(2)穿过软铁棒中部横截面的磁通量Φ′=BS′=0.1×10×10-4=1.0×10-4 Wb
答:软铁棒中部内的磁感应强度大小为0.1T,穿过软铁棒中部横截面的磁通量为1.0×10-4Wb.
如图所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q为电容器的两个极板,两板间的距离远小于环的半径.现加一垂直环面向里,磁感应强度以B=B0+Kt(K>0)随时间变化的磁场,经时间t电容器P极板( )
正确答案
解析
解:由楞次定律可判断如果圆环闭合,感应电流方向为逆时针方向,所以圆环作为一个电源,P是负极,所以P板带负电.
根据法拉第电磁感应定律有:E==
所以Q=UC=,故D正确,ABC错误.
故选:D.
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