- 电磁感应
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下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁感应强度是矢量,其方向就是该点的磁场方向,与通电导线在磁场中所受磁场力方向垂直.故A错误.
B、磁感应强度的单位是特斯拉(T),由B的定义式B=,则知1T=
.故B正确.
C、磁通量的大小等于穿过线圈的磁感线的条数.故C错误.
D、由公式Φ=BS,得1Wb=1T•m2,故D错误.
故选B
一矩形线圈面积S=102m2,它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=30°,穿过线圈的磁通量Ф=1×103Wb,则磁场的磁感强度B=______;若线圈以一条边为轴的转180°,则穿过线圈的磁能量的变化为______.
正确答案
2×105T
-2×103Wb
解析
解:磁感应强度:B==
=2×105T,
线圈以一条边为轴转过180°,穿过线圈的磁能量的变化为△Φ=Φ2-Φ1=-1×103Wb-1×103Wb=-2×103Wb;
故答案为:2×105T;-2×103Wb
如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为______.若使框架绕OO′转过60°角,则穿过框架平面的磁通量为______;若从初始位置转过90角,则穿过框架平面的磁通量为______.
正确答案
BS
BS
0
解析
解:线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积.故图示位置的磁通量为:Φ=BS;
使框架绕OO′转过60°角,则在磁场方向的投影面积为S,则磁通量为
BS;
线圈从图示转过90°的过程中,S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小,故磁通量逐渐减小,当线圈从图示转过90°时,磁通量为0;
故答案为:BS,BS,0.
如图所示,某地地磁场磁感应强度大小为B=1.6×10-4 T,与水平方向夹角为60°.求在水平面内S=1.5m2的面积内地磁场的磁通量Φ是多少?
正确答案
解:由磁通量的定义式可得:
Φ=BSsin60°=1.6×10-4T×1.5m2×=2.08×10-4 Wb
答:在水平面内S=1.5m2的面积内地磁场的磁通量Φ为2.08×10-4 Wb.
解析
解:由磁通量的定义式可得:
Φ=BSsin60°=1.6×10-4T×1.5m2×=2.08×10-4 Wb
答:在水平面内S=1.5m2的面积内地磁场的磁通量Φ为2.08×10-4 Wb.
一矩形线框abcd,边长ad=20cm,dc=10cm,有一半放在具有理想边界的B=0.1T的匀强磁场中,线框可绕cd边转动.如图所示.在图示位置处的磁通量______Wb,由图示位置绕cd边转过60°角磁通量的变化量______Wb.
正确答案
解:当长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时,磁通量为:
Φ1=B•S=
当线圈以cd为轴从图中位置转过60°的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积为0,则磁通量为零,故磁通量的变化为:
故答案为:1×10-3,1×10-3.
解析
解:当长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时,磁通量为:
Φ1=B•S=
当线圈以cd为轴从图中位置转过60°的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积为0,则磁通量为零,故磁通量的变化为:
故答案为:1×10-3,1×10-3.
将面积为5m2的导线环放入匀强磁场中,环面与磁场垂直,一直穿过这个导线环的磁通量为2Wb,则磁感应强度为( )
正确答案
解析
解:闭合导线环在匀强磁场中,环面与磁场垂直时,穿过环的磁通量Φ=BS,则B==0.4T.
故A正确,BCD错误.
故选:A.
(2015秋•南昌校级期末)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面ABCD为正方形,边长为L,它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、通过ABCD平面的磁通量大小等于通过BEFC平面的磁通量,为φ=BSsin45°=BL2,故A错误,B正确;
C、ADFE平面与bcf平面和磁场平面平行,所以磁通量为零,故C正确;
D、因整个三棱柱是封闭的;故整个三棱柱的磁通量为零;故D正确;
故选:BCD.
如图所示有一正方形线框边长为0.4m,线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°,现已知线框内磁通量为0.2Wb,则磁场的磁感应强度为B=______T.当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时,线框内磁通量的变化量为△Φ=______Wb.当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时,线框内磁通量的变化量为△Φ‘=______Wb.
正确答案
解:线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°,如图,
磁通量Φ=BSsin30°
则B==
当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时,线框内磁通量∅′=BSsin(30°+30°)=0.346T
则线框内磁通量的变化量为△Φ=∅′-∅=0.146T
当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时,△∅′=∅″-∅=0.2-(-0.2)T=0.4T
故答案为:2.5; 0.146; 0.4
解析
解:线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°,如图,
磁通量Φ=BSsin30°
则B==
当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时,线框内磁通量∅′=BSsin(30°+30°)=0.346T
则线框内磁通量的变化量为△Φ=∅′-∅=0.146T
当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时,△∅′=∅″-∅=0.2-(-0.2)T=0.4T
故答案为:2.5; 0.146; 0.4
如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1cm,现于纸面内先后放上圆形线圈,圆心均在O处,A线圈半径为1cm,10匝;D线圈半径为2cm,1匝;C线圈半径为0.5cm,1匝.问:
(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,A和D中的磁通量改变了多少?
(2)当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量改变了多少?
正确答案
解:(1)A线圈的面积为:
在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,A线圈的磁通量改变量为:Wb=
即A线圈的磁通量减少了
D线圈有磁场穿过的有效面积SD=SA
则在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,D线圈的磁通量改变量等于A线圈的磁通量改变量,即D线圈的磁通量也减少了
(2)C线圈的面积为:
SC=π=2.5π×10-7 m2
当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量改变了:
△ΦC=(Bsin30°-B)SC=-π×10-6 Wb
即C中的磁通量减少了π×10-6 Wb
答:(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,A和D中的磁通量均减少了;
(2)当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量减少了π×10-6 Wb.
解析
解:(1)A线圈的面积为:
在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,A线圈的磁通量改变量为:Wb=
即A线圈的磁通量减少了
D线圈有磁场穿过的有效面积SD=SA
则在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,D线圈的磁通量改变量等于A线圈的磁通量改变量,即D线圈的磁通量也减少了
(2)C线圈的面积为:
SC=π=2.5π×10-7 m2
当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量改变了:
△ΦC=(Bsin30°-B)SC=-π×10-6 Wb
即C中的磁通量减少了π×10-6 Wb
答:(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中,A和D中的磁通量均减少了;
(2)当磁场转过30°角的过程中,C中的磁通量减少了π×10-6 Wb.
面积是S的矩形导线框,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,当线框平面与磁场方向平行时,穿过导线框所围面积的磁通量为( )
正确答案
解析
解:当线框平面与磁场方向平行时,穿过导线框所围面积的磁通量为为零;
故选:B.
面积是S的矩形导线框,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向平行,如图所示,则穿过导线框所围面积的磁通量为( )
正确答案
解析
解:由图线框平面与磁场方向平行,没有磁感线穿过线圈平面,则穿过导线框所围面积的磁通量为0.
故选D
面积是0.5m2的导线环,放在某一匀强磁场中,环面与磁场垂直,穿过导线环的磁通量是1.0×10-2Wb,则该磁场的磁感应强度B等于( )
正确答案
解析
解:因:φ=BS(B⊥S)得B==
=2.0×10-2T
故D选项正确,A,B,C错误
故选:D
如图所示,矩形线框abcd在匀强磁场中,绕ab边匀速运动,在线框处于如图位置时,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、如图所示,由于线圈平面与磁感线平行,所以磁通量为零.根据法拉第电磁感应定律,则有此时切割速度最大,所以感应电动势最大,因此磁通量的变化率最大.故A错误、B正确;
C、若从此位置再转90°,通过线圈的磁通量为最大,而此时切割速度最小,所以感应电动势为零,故C错误,D正确;
故选BD
地球上某地地磁场磁感应强度的水平分量,竖直分量
.求:
(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角
(2)在竖直面内2m2的面积内地磁场的磁通量.
正确答案
解:(1)根据题意可知,依据合成法则,则有:地磁场B的大小B=T=5×10-5T,
设与水平方向的夹角为θ,则有:tan,解得:θ=53°;
(2)竖直面内2m2的面积,当线框平面与磁感线平行时,没有磁感线穿过线框,所以穿过线框的磁通量为0;
当线框平面与磁感线垂直时,穿过线框的磁通量为Φ=BS=4×10-5T×2m2=8×10-5Wb
答:(1)地磁场B的大小5×10-5T及它与水平方向的夹角为53°;
(2)在竖直面内2m2的面积内地磁场的磁通量8×10-5T.
解析
解:(1)根据题意可知,依据合成法则,则有:地磁场B的大小B=T=5×10-5T,
设与水平方向的夹角为θ,则有:tan,解得:θ=53°;
(2)竖直面内2m2的面积,当线框平面与磁感线平行时,没有磁感线穿过线框,所以穿过线框的磁通量为0;
当线框平面与磁感线垂直时,穿过线框的磁通量为Φ=BS=4×10-5T×2m2=8×10-5Wb
答:(1)地磁场B的大小5×10-5T及它与水平方向的夹角为53°;
(2)在竖直面内2m2的面积内地磁场的磁通量8×10-5T.
如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、通过平面的磁通量大小为BSsin45°=,A错误;
B、平面是abcd平面在垂直磁场方向上的投影,所以磁通量大小为,B正确;
C、abfe平面与bcf平面和磁场平面平行,所以磁通量为零,CD正确;
故选:BCD.
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