- 电磁感应
- 共8761题
(2014秋•奉新县校级月考)如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求从t=0开始,经多长时间细线会被拉断?
正确答案
解:根据法拉第电磁感应定律得:E=n=n
s ①
s= ②
I= ③
联立①②③解得:F=BIl=B=
,
根据左手定则可知,安培力方向向下.
故当细线承受的最大拉力为2mg时有:
T=2mg=F+mg,将F代入解得:t=.
答:从t=0开始,故经过时间t= 细线会被拉断.
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得:E=n=n
s ①
s= ②
I= ③
联立①②③解得:F=BIl=B=
,
根据左手定则可知,安培力方向向下.
故当细线承受的最大拉力为2mg时有:
T=2mg=F+mg,将F代入解得:t=.
答:从t=0开始,故经过时间t= 细线会被拉断.
单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示,则下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、由图示图象可知,0时刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大,故A正确;
B、由图示图象可知,0.05s时刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故B正确,C错误;
D、由法拉第电磁感应定律可知,0~0.05s内平均感电动势:E==
=0.4V,故D正确;
本题选错误的,故选:C.
如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁场均匀增加时,有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,则此粒子带______电,若线圈的匝数为n,平行板电容器的板间距离为d,粒子质量为m,带电量为q,则磁感应强度的变化率为______(设线圈的面积为s)
正确答案
负
解析
解:当磁场均匀增加时,由楞次定律可判断上极板带正电.
所以平行板电容器的板间的电场方向向下,带电粒子受重力和电场力平衡,
所以粒子带负电.
带电粒子受重力和电场力平衡得:mg=F
F=q,U=n
S
磁感应强度的变化率=
故答案为:负,
如图,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动.若导体AB通过的位移相同,则( )
正确答案
解析
解:乙图中有线圈,要减缓电流的增加,安培力要小于甲图中的安培力,则甲图克服安培力做功大于乙图克服安培力做功,根据动能定律得,,因为导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动,通过的位移相等,则末动能相等.所以甲图外力做功大于乙图外力做功.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验,如图1所示.
(1)某同学改变磁铁释放时的高度,作出E-△t图象寻求规律,得到如图2所示的图线.由此他得出结论:磁通量变化的时间△t越短,感应电动势E越大,即E与△t成反比.该同学实验结论需要补充的前提条件是:______.
(2)对实验数据的处理可以采用不同的方法
①如果横坐标取______,就可获得如图3所示的图线;
②若在①基础上仅增加线圈的匝数,则实验图线的斜率将______(填“不变”“增大”或“减小”).
正确答案
解:(1)在磁通量变化量一定的情况下,时间越短,磁通量的变化越快,感应电动势越大,但必须控制磁通量变化量相同.
(2)①由法拉第电磁感应定律:E=n 可知,E与
成正比,如果横坐标是
,则图示是一条直线;
②由法拉第电磁感应定律:E=n 可知,线圈匝数n越大,感应电动势越大,图象斜率越大;
故答案为:(1)在磁通量变化相同的条件下;(2)①; ②变大.
解析
解:(1)在磁通量变化量一定的情况下,时间越短,磁通量的变化越快,感应电动势越大,但必须控制磁通量变化量相同.
(2)①由法拉第电磁感应定律:E=n 可知,E与
成正比,如果横坐标是
,则图示是一条直线;
②由法拉第电磁感应定律:E=n 可知,线圈匝数n越大,感应电动势越大,图象斜率越大;
故答案为:(1)在磁通量变化相同的条件下;(2)①; ②变大.
当线圈中的磁通量发生变化时,下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当线圈中的磁通量发生变化时,若线圈是闭合的,则有感应电流,若不闭合,则无感应电流,有感应电动势.故A正确,B错误,
C、根据法拉第电磁感应定律,E=N.知感应电动势的大小与线圈的电阻无关.故C错误.
D、感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与线圈电阻无关.当电路闭合,则感应电流与线圈电阻有关.故D错误;
故选:A.
如图所示,圆环a和b的半径之比为r1:r2=2:1,且都是由粗细相同的同种材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变大,那么,当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下,A、B两点的电势差之比为( )
正确答案
解析
解:a环与b环的半径之比为2:1,故周长之比为2:1,面积之比是4:1,根据电阻定律R=ρ,电阻之比为2:1;
A、B两点间电势差大小为路端电压,为:U=E;
磁感应强度变化率恒定的变化磁场,故根据法拉第电磁感应定律公式E=n=
•S,得到两次电动势的大小之比为4:1;
故两次的路段电压之比为U1:U2==Ra:Rb=2:1,故C正确;
故选:C.
如图1矩形导线框abcd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t变化的规律如图2;若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,线框中的感应电流下列四个选项中正确的是( )
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,即为正方向,2-3s内,电路中的电流为顺时针,即为正方向,3-4s内,电路中的电流为逆时针,即为负方向,
由E=N=
可知,电路中电流大小恒定不变,故A正确,BCD错误.
故选:A.
如图甲所示,线圈A内有随图乙所示的变化磁场(规定向左为磁场的正方向).P1和P2两板间有匀强磁场,且有连续的等离子气流从左方以vo射入.ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd连接.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、有连续的等离子气流从左方以vo射入,根据左手定则可知,正离子向上偏,负离子向下偏,则P1板的电势比P2板的电势高,故A正确,B错误;
CD、左侧实际上为等离子体发电机,将在ab中形成从a到b的电流,由图乙可知,0~2s内磁场均匀变化,根据楞次定律可知将形成从c到d的电流,同理2~4s形成从d到c的电流,且电流大小不变,故0~2s秒内电流同向,相互吸引,2~4s电流反向,相互排斥,那么在0~内,ab、cd导线互相吸引,
根据法拉第电磁感应定律E=s,可知,感应电动势大小不变,那么感应电流大小不变,则吸引力大小不变,故CD错误.
故选:A.
如图所示,一个边长为L的正方形金属框,质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界磁场边缘,金属框上半部分处于磁场内,磁场随时间均匀变化,满足B=kt关系.已知细线能承受最大拉力T=2mg,从t=0开始计时,经t=______细线会被拉断.
正确答案
解析
解:要使细线拉断,此时有:T=2mg
由受力平衡得,T=mg+F
故:F=BIL=B
而由法拉第电磁感应定律得:E==
磁感应强度变化规律为:B=kt
由以上整理得:t=
故答案为:
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1Ω.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,如图甲示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.则以下说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据闭合电路欧姆定律得,I==n
S,知磁感应强度的变化率越大,则电流越大,磁感应强度变化率最大值为0.1,则最大电流I=
A=0.01A.故A错误.
B、根据楞次定律知,感应电流的方向先顺时针后逆时针方向.故B正确.
C、当电流最大时,发热功率最大,则P=I2R=0.012×1=1×10-4W.故C正确.
D、根据q=△t=
,因为在0~5s内磁通量的变化量为零,则通过线圈某截面的总电量为零.故D正确.
本题选择错误的,故选:A.
一个10匝的闭合线圈,在0.2s时间内磁通量由0.05Wb均匀增加到0.09Wb,则线圈内磁通量的变化为______Wb,产生的感应电动势大小为______V.
正确答案
0.04
2
解析
解:穿过10匝闭合线圈的磁通量在0.2s内由0.05Wb均匀增加到0.09Wb,磁通量增加量为:
△Φ=0.09Wb=0.05Wb=0.04Wb;
根据法拉第电磁感应定律得:E=n=10×
V=2V;
故答案为:0.04,2.
如图所示电路中,均匀变化的匀强磁场只存在于虚线框内,三个电阻阻值之比R1:R2:R3=1:2:3,其它部分电阻不计.当S3断开,而S1、S2闭合时,回路中感应电流为I,当S1断开,而S2、S3闭合时,回路中感应电流为5I,当S2断开,而S1、S3闭合时,可判断( )
正确答案
解析
解:A、因为R1:R2:R3=1:2:3,可以设R1=R,R2=2R,R3=3R;
由电路图可知,当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1与R2组成闭合回路,
设此时感应电动势是E1,由欧姆定律可得:E1=3IR
当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R2与R3组成闭合回路,设感应电动势为E2,
由欧姆定律可得:E2=5I×5R=25IR
当S1、S3闭合,S2断开时,电阻R1与R3组成闭合回路,
此时感应电动势E=E1+E2=28IR,则此时的电流I′==7I.故B正确,A错误.
C、根据P=I2R,可知,串联电路电流相等,则功率与电阻成正比,那么R1、R3消耗的功率之比PR1:PR3为1:3,故C错误;
D、由A选项分析可知,E1=3IR;E2=5I×5R=25IR;E=E1+E2=28IR,
再根据法拉第电磁感应定律,E=,
可知,上下两部分磁场的面积之比S上:S下为3:25,故D正确;
故选:BD.
有一个1000匝的线圈,在5s内穿过它的磁通量从0.1wb均匀增加到0.4wb;求
(1)线圈中的感应电动势;
(2)若线圈的总电阻是10Ω,则通过线圈的电流时多大?
正确答案
解:根据法拉第电磁感应定律得:E=N=1000×
=60V
根据欧姆定律:I==
=6A
答:(1)线圈中的感应电动势为60V;
(2)若线圈的总电阻是10Ω,则通过线圈的电流为6A.
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得:E=N=1000×
=60V
根据欧姆定律:I==
=6A
答:(1)线圈中的感应电动势为60V;
(2)若线圈的总电阻是10Ω,则通过线圈的电流为6A.
如图所示,一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)匀速转动,OA=2OC=2L,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,金属棒转动的角速度为ω、电阻为r,内、外两金属圆环分别与C、A、D良好接触并从A、D各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出),两金属环圆心皆为O且电阻均不计,则( )
正确答案
解析
解:A、根据右手定则判断可知:金属棒中有从D到A的感应电流,故A错误.
B、金属棒产生的感应电动势为 E=B(2L)2ω-
BL2ω=
BL2ω
外电阻R中的电流为 I==
.故B正确.
C、根据电源的内外电阻相等时输出功率最大,则知当r′=r=R时外电阻消耗功率最大,故C错误.
D、金属棒AO间电压为 U=IR+BL2ω=
+
BL2ω.故D错误.
故选:B.
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