- 电磁感应
- 共8761题
如图所示,面积为0.2m2的单匝线圈在匀强磁场中,线圈两端通过电刷A、B与外电路连接,磁场方向垂直线圈平面.已知磁感应强度B=0.2T,电阻R=10Ω,线圈电阻忽略不计.假定线圈转动过程中,电刷A、B与外电路始终良好接触,当线圈绕轴OOˊ转过90°时,求:
(1)流过电阻R的电流方向;
(2)穿过线圈的磁通量的变化量大小;
(3)在此过程中通过R的电量.
正确答案
解:(1)由楞次定律可知,流过电阻R的电流方为从上到下;
(2)穿过线圈磁通量的变化量大小△Φ=B△S
得△Φ=0.04wb
(3)由法拉第电磁感应定律 ①
由闭合电路欧姆定律 ②
由电量的定义有 I=qt③
由①、②、③式联合得 q=0.004C
答:(1)流过电阻R的电流方向从上到下;
(2)穿过线圈的磁通量的变化量大小0.04wb;
(3)在此过程中通过R的电量0.004C.
解析
解:(1)由楞次定律可知,流过电阻R的电流方为从上到下;
(2)穿过线圈磁通量的变化量大小△Φ=B△S
得△Φ=0.04wb
(3)由法拉第电磁感应定律 ①
由闭合电路欧姆定律 ②
由电量的定义有 I=qt③
由①、②、③式联合得 q=0.004C
答:(1)流过电阻R的电流方向从上到下;
(2)穿过线圈的磁通量的变化量大小0.04wb;
(3)在此过程中通过R的电量0.004C.
如图所示,一个单匝线圈abcd水平放置,面积为S,有一半面积在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,当线圈以ab边为轴转过30°和60°时,穿过线圈的磁通量分别是多少?
正确答案
解:由图可知,开始时线圈有一半在磁场中,则转过30度和60度时,线圈在磁场中的有效面积不变,均为原线圈面积的一半,则说明穿过线圈的磁通量均为B×=
;
答:当线圈以ab边为轴转过30°和60°时,穿过线圈的磁通量均为
解析
解:由图可知,开始时线圈有一半在磁场中,则转过30度和60度时,线圈在磁场中的有效面积不变,均为原线圈面积的一半,则说明穿过线圈的磁通量均为B×=
;
答:当线圈以ab边为轴转过30°和60°时,穿过线圈的磁通量均为
如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6T,则穿过线圈的磁通量为多少?
正确答案
解:磁感应强度B又叫磁通密度.穿过线圈的磁通量Φ=BScosθ=0.6×0.4×=0.12Wb;
答:穿过线圈的磁通量为0.12Wb
解析
解:磁感应强度B又叫磁通密度.穿过线圈的磁通量Φ=BScosθ=0.6×0.4×=0.12Wb;
答:穿过线圈的磁通量为0.12Wb
一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场中转动(转轴与磁场方向垂直)了60°的瞬时,穿过线圈的磁通量=______Wb.
正确答案
BS
解析
解:当线圈以ab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:S′=S.
则磁通量为:Φ=B•S=
BS
故答案为:BS.
如图所示,一水平放置的N匝矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量的变化量的大小是( )
正确答案
解析
解:矩形线圈abcd如图所示放置,匀强磁场方向向右上方,平面水平放置时通过线圈的磁通量为Φ1=BScosθ=.
当规定此时穿过线圈为正面,则当线圈绕ad轴转90°角时,穿过线圈反面,则其的磁通量Φ2=-BScosθ′=.
因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为.
故选:C
匀强磁场的磁感应强度为B,边长为L的正方形线圈平面跟磁场方向相互垂直,那么通过线圈的磁通量为( )
正确答案
解析
解:由题,线圈平面跟磁场方向相互垂直时,通过线圈的磁通量 Φ=BS=BL2.故ABD错误,C正确.
故选:C.
(2015秋•内江期末)如图所示,n匝线框的面积为S,线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直.那么,此时穿过线框平面的磁通量为______;若线框从图示位置开始绕OO′轴以角速度w匀速转过180°角,那么,在这个过程中穿过线框平面的磁通量的变化率为______.
正确答案
解:如图,闭合线圈在匀强磁场中与磁场方向垂直,则穿过线圈的磁通量:
∅1=BS
当线圈从图示转过180°时,磁通量:
∅2=-BS
线圈从图示转过180°的过程,磁通量的变化量大小为:
△∅=2BS
用时间为:
△t=
故磁通量的变化率:
=
故答案为:BS,.
解析
解:如图,闭合线圈在匀强磁场中与磁场方向垂直,则穿过线圈的磁通量:
∅1=BS
当线圈从图示转过180°时,磁通量:
∅2=-BS
线圈从图示转过180°的过程,磁通量的变化量大小为:
△∅=2BS
用时间为:
△t=
故磁通量的变化率:
=
故答案为:BS,.
关于磁通量,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁通量可以形象说成穿过某一面积的磁感线的条数,故A正确.
B、当磁感线与线圈平面垂直时,磁通量的大小Φ=BS,因此磁感应强度B=可知,穿过垂直于感应强度方向的某个闭合面单位面积的磁感线条数等于磁感应强度.故B错误;
C、磁通量的大小一般公式Φ=BSsinθ,θ是线圈平面与磁场方向的夹角,可见,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量不一定越大.故C错误;
D、穿过某个面的磁通量为零,此处磁感应强度不一定为零,可能此平面与磁感线平行,故D错误;
故选A
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,则穿过线框平面的磁通量为______,若使框架绕轴OO′转过60°角,则穿过线框平面的磁通量为______;若从初始位置转过90°角,则穿过线框平面的磁通量为______;若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量的变化量为______.
正确答案
BS
0.5BS
0
-2BS
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;
若从初始位置转过180°角,则穿过线框平面的磁通量变化量为-BS-BS=-2BS;
故答案为:BS,0.5BS;0;-2BS
如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1.0cm,在纸面内先后放上A、B、C、三个圆线圈,圆心均在O处,A线圈半径为2.0cm,10匝;B线圈半径为2.0cm,1匝;C线圈半径为0.5cm,1匝.问:
(1)在B减为0.4T的过程中,A、B中磁通量各改变多少?
(2)当磁场方向转30°角的过程中,C中的磁通量改变多少?
正确答案
解:(1)根据磁通量的公式Φ=BS,其大小与线圈的匝数无关,且S是有效面积;
由题意可知,A线圈与B线圈的有效面积相同,则A、B中磁通量改变量相同,
即为△Φ=△B•πr2=0.4×π×0.012=1.3×10-4Wb;
(2)当磁场方向转30°角的过程中,线圈垂直磁场方向的面积S⊥=Scos30°=m2,
所以Φ2=BS⊥,因此△Φ′=Φ1-Φ2=0.8×π×0.0052×(1-)=8.5×10-6Wb.
答:(1)在B减为0.4T的过程中,A、B中磁通量均改变为1.3×10-4Wb;
(2)当磁场方向转30°角的过程中,C中的磁通量改变8.5×10-6Wb.
解析
解:(1)根据磁通量的公式Φ=BS,其大小与线圈的匝数无关,且S是有效面积;
由题意可知,A线圈与B线圈的有效面积相同,则A、B中磁通量改变量相同,
即为△Φ=△B•πr2=0.4×π×0.012=1.3×10-4Wb;
(2)当磁场方向转30°角的过程中,线圈垂直磁场方向的面积S⊥=Scos30°=m2,
所以Φ2=BS⊥,因此△Φ′=Φ1-Φ2=0.8×π×0.0052×(1-)=8.5×10-6Wb.
答:(1)在B减为0.4T的过程中,A、B中磁通量均改变为1.3×10-4Wb;
(2)当磁场方向转30°角的过程中,C中的磁通量改变8.5×10-6Wb.
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并处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,则通过底面abcd的磁通量为______.
正确答案
BL2
解析
解:通过abcd平面的磁通量大小等于通过cdfe平面的磁通量,为φ=BSsin45°=BL2,
故答案为:BL2
如图所示,矩形线圈abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sinα=
,回路面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为( )
正确答案
解析
解:矩形线圈abcd水平放置,匀强磁场方向与水平方向成α角向上,因此可将磁感应强度沿水平方向与竖直方向分解,所以B⊥=Bsinα=B,则穿过矩形线圈的磁通量是Φ=B⊥S=
BS,因此ACD错误;B正确;
故选:B
如图所示,有一个100匝的线圈,其横截面的边长为L=0.20m的正方形,放在磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直.若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变),在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?
正确答案
解:正方向线框的磁通量:Φ=BS=0.5×0.22=0.02Wb;
圆形线框的磁通量:Φ′=BS′=B•πr2=0.5×π×(0.2×)2=0.0314Wb;
故磁通量的增加量为:△Φ=Φ′-Φ=0.0314Wb-0.02Wb=0.0114Wb;
答:这一过程中穿过线圈的磁通量改变了0.0114Wb.
解析
解:正方向线框的磁通量:Φ=BS=0.5×0.22=0.02Wb;
圆形线框的磁通量:Φ′=BS′=B•πr2=0.5×π×(0.2×)2=0.0314Wb;
故磁通量的增加量为:△Φ=Φ′-Φ=0.0314Wb-0.02Wb=0.0114Wb;
答:这一过程中穿过线圈的磁通量改变了0.0114Wb.
下列说法中,正确的是( )
①磁感应强度是矢量,它的方向与通电导线在磁场中的受力方向相同
②磁感应强度的单位是特斯拉,1T=1N/Am
③磁通量的大小等于磁场中某一面积S与该处磁感应强度B的乘积
④磁通量的单位是韦伯,1Wb=1Tm2.
正确答案
解析
解:①根据左手定则可知,磁感应强度是矢量,它的方向与通电导线在磁场中受力方向垂直.故①错误;
②磁感应强度单位是T,根据磁感应强度定义式可得,1T=1N/A.m.故②正确;
③磁通量大小等于穿过磁场中面积的磁感线条数,不是等于穿过磁场中单位面积的磁感线条数.故 ③错误;
④磁通量单位是Wb,根据公式:Φ=BS可得,lWb=1T•1m2.故④正确.
故选:C.
面积是S的矩形导线框,放在一磁感应强度为B且范围足够大的匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,则穿过导线框所围面积的磁通量为( )
正确答案
解析
解:框平面与磁场方向垂直,所以Φ=BS.故A、B、D错误,C正确.
故选:C.
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