- 电磁感应
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(2016•扬州模拟)如图所示,匀强磁场垂直于纸面,磁感应强度为B.边长为a的正方形线框与磁场垂直,且一条对角线与磁场边界重合.则通过线圈平面的磁通量为( )
正确答案
解析
解:据题意知,线框在匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,则通过线框的磁通量是 Φ=BS=
,故A正确,BCD错误.
故选:A.
面积0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,当磁场与环面垂直时,穿过环面的磁通量是______Wb;将导线环转动,当线圈平面与磁场方向成60°时,穿过环面的磁通量为______Wb.
正确答案
0.2
0.17
解析
解:在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量:
Φ=BS=0.4×0.5Wb=0.2Wb
在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量:
故答案为:0.2;0.17.
如图所示,一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,若线框的面积为S,则通过线框的磁通量为( )
正确答案
解析
解:据题意知,线框在匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,则通过线框的磁通量是 Φ=BS.
故选:D
如图所示,面积为S的线圈abcd垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈一半在磁场外,穿过线圈的磁通量为______Wb,若线圈以ab为轴转过180°时,穿过线圈的磁通量的变化量的绝对值|△Φ|=______Wb.
正确答案
BS
BS
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,此时穿过线圈的磁通量为Φ1=BS;
以ab为轴转过的角度恰好为180°时,穿过面积的磁通量的方向与开始时相反,所以Φ2=-BS,所以磁通量的变化量:△Φ=Φ2-Φ1=-BS
所以磁通量的变化量的绝对值|△Φ|=BS
故答案为:BS;
BS.
将面积为0.75m2的线圈放在匀强磁场中,线圈平面与磁感线垂直,已知穿过线圈平面的磁通量是1.50Wb,那么这个磁场的磁感应强度是( )
正确答案
解析
解:根据磁通量Φ=BS(B与S垂直),B==
=2.0T.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
如图所示,一个面积为S的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直.这时穿过线圈的磁通量为______,当线圈以ab为轴从图中的位置转过60°的瞬间,穿过线圈的磁通量为______.
正确答案
解:如图,当正方形线圈abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直磁通量为:Φ=BS;
磁通量为当线圈以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.
则磁通量:.
故答案为:BS; .
解析
解:如图,当正方形线圈abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直磁通量为:Φ=BS;
磁通量为当线圈以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.
则磁通量:.
故答案为:BS; .
如图所示,有一通电直导线MN,其右侧有一边长为L的正方形线圈abcd,导线与线圈在同一平面内,且导线与ab边平行,距离为L.导线中通以如图方向的恒定电流,当线圈绕ab边沿逆时针方向(从上往下看)转过角度θ=______时,穿过线圈中的磁通量Φ最小.
正确答案
120°
解析
解:当直导线电流产生磁场的磁感线与线圈平面相切时,此时穿过线圈的磁通量最小,如图所示,(俯视图)
AC是AB转动后的位置.
根据几何关系,则有:OM⊥AC,OA=L AM=,因此线圈绕ab边转过角度120°.
故答案为:120°.
关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解;A、匀强磁场中穿过某一平面的磁通量为Φ=BSsinα,α是平面与磁场方向的夹角.所以磁感应强度越大的地方,磁通量不一定越大,还要看夹角.故A错误;
B、磁通密度是磁感应强度的一个别名,它表示垂直穿过单位面积的磁力线的多少.磁通密度与磁通量的大小无关,穿过某线圈的磁通量为零时,磁通密度不一定为0.故B错误,C正确.
D、1 m2的面积上穿过的最大磁通量即磁通密度,它表示垂直穿过单位面积的磁力线的多少,等于磁感应强度.故D正确.
故选:CD
一电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面成θ=45°角(如图所示).当线框以ab为轴顺时针转过90°的过程中,穿过abcd的磁通量的变化量△Φ=______,在这一过程中通过导线的电荷量为______.
正确答案
解析
解:矩形线圈abcd如图所示放置,此时通过线圈的磁通量为:
Φ1=BSsinθ.
当规定此时穿过线圈为正面,则当线圈绕ab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:
△∅=∅2-∅1=-BS(cosθ+sinθ)=.
这一过程中通过导线的电荷量为:
q=n=
故答案为:,
.
一个单匝线圈ABCD水平放置,有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中,如图所示,线圈面积为S,磁感应强度为B,当线圈绕BC边为轴转过45°时,则此时穿过线圈的磁通量为( )
正确答案
解析
解:如图,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=
BS
当线圈以BC为轴从图中位置转过45°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:Φ2=B•S′=B(-
)S=
BS,故D正确,ABC错误;
故选:D.
如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、电键K与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中.两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面绝缘,在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球.电键K闭合前传感器上有示数,电键K闭合后传感器上的示数变为原来的一半.则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是( )
正确答案
解析
解:电键闭合时,qE+N=mg,N=mg,所以E=
,E=
=n
.所以
=
.小球带正电,知上极板带负电,根据楞次定律,磁场正在增强.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
(2015秋•兰州校级期末)在匀强磁场中,垂直磁场方向放一个面积为3.0×l0-2 m2的线框,若穿过线框所围面积的磁通量为1.5×lO-3 Wb,则磁场磁感应强度的大小为______T.
正确答案
5.0×10-2
解析
解:导线框的面积S=3.0×10-2m2,穿过环面的磁通量Φ=1.5×10-3Wb,
当磁场与环面垂直时,由Φ=BS得:B==
=5.0×10-2T
故答案为:5.0×10-2.
关于磁通量的说法,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,D错误.
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,某一面积与该处的磁感强度的乘积不一定等于磁通量.故C错误;
故选:A
在一个平面内有6根彼此绝缘的通电直导线,电流方向如图所示,各导线的电流大小相等,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区域的面积相等,则垂直纸面指向纸内磁通量最大的区域是______,垂直纸面指向纸外磁通量最大的区域是______.
正确答案
Ⅰ
Ⅲ
解析
解:以点代表磁场指向纸外,叉代表磁场指向纸内,根据安培定则分析可知,各导线在四个区域产生的磁场方向如下表所示.
根据磁场的叠加可知,垂直纸面指向纸内磁通量最大的区域是Ⅰ,指向纸面外的磁场最强的区域是区域Ⅲ.
故答案为:Ⅰ,Ⅲ.
把一条形磁铁插入同一闭合线圈中,一次是迅速插入,另一次是缓慢插入,两次初、末位置均相同,则在两次插入过程中( )
正确答案
解析
解:A、B、当条形磁铁插入线圈的瞬间,穿过线圈的磁通量增加,产生感应电流.条形磁铁第一次迅速插入线圈时,磁通量增加快;条形磁铁第二次缓慢插入线圈时,磁通量增加慢,磁通量变化率不同,但磁通量变化量相同.故A正确,B错误;
C、根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小,由欧姆定律分析感应电流的大小.再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值,由于磁通量变化量相同,电阻不变,所以通过导体横截面的电荷量不变,故C正确;
D、根据法拉第电磁感应定律第一次线圈中产生的感应电动势大,电流做的功等于W=qE,由于q相同,故第一次电流做功多.故D错误.
故选:AC.
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