- 电磁感应
- 共8761题
有一个50匝的线圈,在0.4秒内穿过它的磁通量由0.02韦伯均匀地增加到0.09韦伯.那么磁通量的改变量是______韦伯,磁通量的变化率是______韦伯/秒,线圈中的感应电动势等于______伏.
正确答案
0.07
0.175
8.75
解析
解:磁通理量的变化量:△∅=∅2-∅1=0.09Wb-0.02Wb=0.07Wb
而磁通量的变化率为:
根据法拉第电磁感应定律得
E=N=50×
V=8.75V
故答案为:0.07,0.175,8.75.
如图xoy平面为光滑水平面,现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下,沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁场感应强度B=B0cos
x(式中B0为已知量),规定竖直向下方向为磁感应强度正方向,线框电阻R,t=0时刻MN边恰好在y轴处,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于磁场是变化的,故切割产生的感应电动势也为变值,安培力也会变力;故要保持其匀速运动,外力F不能为恒力;故A错误;
B、t=0时,左右两边的磁感应强度均为B0,方向相反,则感应电动势E=2B0LV;拉力等于安培力即F=2B0IL=;故B正确;
C、由于两边正好相隔半个周期,故产生的电动势方向相同,经过的位移为vt;瞬时电动势E=2B0Lvcos;瞬时电流I=
;故C正确;
D、由于瞬时电流成余弦规律变化,故可知感应电流的有效值I=;故产生的电热Q=I2Rt=
;故D正确;
故选:BCD.
如图所示,圆环a和b的半径之比R1:R2=2:1,且是粗细相同,用同样材料的导线构成,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化,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,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,又面积之比是4:1,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;
故两次的路端电压之比为U1:U2=:
=E1Rb:E2Ra=2:1,故B正确;
故选:B.
一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T.求线圈中的感应电动势.
正确答案
解:根据法拉第电磁感应定律得:
E=N=
=100×
V=1.6V
答:线圈中的感应电动势为1.6V.
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得:
E=N=
=100×
V=1.6V
答:线圈中的感应电动势为1.6V.
有100匝面积S=100cm2的金属环,电阻R=0.1Ω,环中磁场的变化规律如图所示,且磁场方向垂直环向里,在t1到t2时间内,通过金属环的电荷量为( )
正确答案
解析
解:由法律的电磁感应定律可得感应电动势:E=N=N
;
感应电流为:I=
则在t1到t2时间内,通过金属环的电荷量为:q=I△t
联立解得:q=N=100×
C=1C
故选:A
如图所示,匝数为100匝,电阻为5Ω的线圈(为表示线圈的绕向图中只画了2匝)两端A、B与一个电压表相连.线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量按图乙所示规律变化;
(1)求电压表的读数?确定电压表的正极应接在A还是接在B;
(2)若在电压表两端并联一个阻值为20Ω的电阻R.求通过电阻R的电流大小和方向?
正确答案
解:(1)根据图示图象,由法拉第电磁感应定律得感应电动势为:
E=n=100×
=50V,
由楞次定律可知,A点电势高,B点电势低,电压表的正极应接在A点;
(2)由欧姆定律得电流为:
I==
=2A,
电流从A流向B;
答:(1)电压表示数为50V,电压表正极应接在A点;
(2)通过电阻的电流为2A,方向:由A到B.
解析
解:(1)根据图示图象,由法拉第电磁感应定律得感应电动势为:
E=n=100×
=50V,
由楞次定律可知,A点电势高,B点电势低,电压表的正极应接在A点;
(2)由欧姆定律得电流为:
I==
=2A,
电流从A流向B;
答:(1)电压表示数为50V,电压表正极应接在A点;
(2)通过电阻的电流为2A,方向:由A到B.
一100匝的铜线圈,放在某磁场中,穿过线圈的磁通量为0.5Wb,因某种原因磁场渐渐增强,经5s时间,穿过线圈磁通量变为4.5Wb,求线圈中感应电动势的大小.
正确答案
解:根据法拉第电磁感应定律得:
E=NV.
答:线圈中的感应电动势为90V.
解析
解:根据法拉第电磁感应定律得:
E=NV.
答:线圈中的感应电动势为90V.
有一个100匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁通量从0.01Wb均匀增加到0.09Wb,
求:(1)线圈中的磁通量变化量为多少?
(2)线圈中的感应电动势为多少?
正确答案
解:(1)△φ=φ2-φ1=0.09-0.01=0.08Wb
(2)由法拉第电磁感应定律E=n△得:
E=100×=20V
答:(1)线圈中的磁通量变化量为0.08Wb
(2)线圈中的感应电动势为20V.
解析
解:(1)△φ=φ2-φ1=0.09-0.01=0.08Wb
(2)由法拉第电磁感应定律E=n△得:
E=100×=20V
答:(1)线圈中的磁通量变化量为0.08Wb
(2)线圈中的感应电动势为20V.
如图所示,半径为r的n匝圆形线圈套在边长为L的正方形abcd之外,匀强磁场仅在正方形区域内且垂直穿过正方形所在平面,当磁感应强度以
的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势大小为( )
正确答案
解析
解:由题意知,线圈磁通量的变化率=
S=
•L2;根据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小为:
E=n=n
•L2;
故选:D
穿过单匝闭合线圈的磁通量每秒连续均匀地增大4Wb,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×
=4V,
A、闭合线圈的磁通量每秒连续均匀地增大4Wb,则感应电动势是一个定值,不随时间变化,故A错误,C正确;
B、根据欧姆定律可知,线圈中的感应电流是定值,故B错误;
D、因线圈的电阻不知,则无法确定电流的大小,故D错误.
故选:C.
如图所示为磁悬浮列车模型,质量M=1kg的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ1=0.1的粗糙水平地面上.位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源,其质量m=1kg,边长为1m,电阻为,与绝缘板间的动摩擦因数μ2=0.4.OO′为AD、BC的中点.在金属框内有可随金属框同步移动的磁场,OO′CD区域内磁场如图a所示,CD恰在磁场边缘以外;OO′BA区域内磁场如图b所示,AB恰在磁场边缘以内( g=10m/s2).若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则金属框从静止释放后( )
正确答案
解析
解:(1)若金属框固定在绝缘板上:
根据法拉第电磁感应定律有:E==0.5V
则回路中的电流为:I==8A,
所受安培力的大小为:F=BIl=8N,
根据牛顿第二定律有:F-f=(M+m)a,f=(M+m)gμ,
代入数据解得a=3m/s2,故A正确,B错误.
(2)若金属框不固定在绝缘板上:
对金属框,由牛顿第二定律,则有:F-μ2mg=ma框
解得:a框=4 m/s2,
对绝缘板,由牛顿第二定律,则有:μ2mg-μ1(m+M)g=Ma板
解得:a板=2m/s2因此C错误,D正确;
故选AD.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,大小为B0.用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线圈abcd水平放置.OO′为过ad、bc两边中点的直线,线框全部位于磁场中.现将线框右半部分固定不动,而把线框左半部分以OO′为轴经过△t时间向上转动60°,如图中虚线所示.
(1)求转动过程中产生的平均感应电动势;
(2)若线框左半部分以角速度ω绕OO′向上转动90°,求此过程中线框中产生的焦耳热.
正确答案
解:(1)线框在转动过程中,根据法拉第电磁感应定律,
产生的平均感应电动势为=
=
=
;
(2)在转过90°过程中产生的是正弦交流电,电动势的最大值:Em=B0ωl2
电动势的有效值E=
在转过90°过程中产生的焦耳热:Q==
×
=
答:(1)转动过程中产生的平均感应电动势;
(2)此过程中线框中产生的焦耳热.
解析
解:(1)线框在转动过程中,根据法拉第电磁感应定律,
产生的平均感应电动势为=
=
=
;
(2)在转过90°过程中产生的是正弦交流电,电动势的最大值:Em=B0ωl2
电动势的有效值E=
在转过90°过程中产生的焦耳热:Q==
×
=
答:(1)转动过程中产生的平均感应电动势;
(2)此过程中线框中产生的焦耳热.
一个匀强磁场的边界是MN,MN左侧无磁场,右侧是范围足够大的匀强磁场区域,如图(甲)所示.现有一个金属线框沿ab方向以恒定速度从MN左侧垂直进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的It图象如图(乙)所示.则可能的线框是如图所示中的哪一个( )
正确答案
解析
解:导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,
设线框总电阻是R,则感应电流I=
由图乙所示图象可知,感应电流先均匀变大,后均匀变小,且电流大小与时间成正比,由于B、v、R是定值,
故导体棒的有效长度L应先均匀变长,后均匀变短,
且L随时间均匀变化,即L与时间t成正比.
A、闭合圆环匀速进入磁场时,有效长度L先变大,后变小,但L随时间不是均匀变化,不符合题意,故A错误;
B、正方形线框进入磁场时,有效长度L不变,感应电流不变,不符合题意,故B错误;
C、梯形线框匀速进入磁场时,有效长度L先均匀增加,后不变,最后均匀减小,不符合题意,故C错误;
D、三角形线框匀速进入磁场时,有效长度L先增加,后减小,且随时间均匀变化,符合题意,故D正确;
故选:D.
如图所示,闭合的矩形导体线圈Md在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转 动,沿着OO′方向观察,线圈沿顺时针方向转动.巳知匀强磁场的磁感强度为B,线圏匝数 为n,ab边的边长为L1,ad边的边长为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为w,则当线圈转至图示位置时( )
正确答案
解析
解:A、图示时刻,ad速度方向向外,bc速度方向向里,根据右手定则判断出ad中感应电流方向为d→a,bc中电流方向为b→c,线圈中感应电流的方向为abcda.故A正确.
B、线圈中的感应电动势为E=nBSω=nBL1L2ω.故B错误.
C、图示时刻ad、bc两边垂直切割磁感线,线圈中产生的感应电动势最大,由法拉第电磁感应定律分析得知,磁通量的变化率最大.故C正确.
D、线圈ad边所受安培力的大小为F=nBIL2=nB•L2=
.故D错误.
故选:AC.
矩形线圈abcd,长ab=20cm,宽bc=10cm,匝数n=200,线圈回路总电阻R=5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示,则( )
正确答案
解析
解:A、由法拉第电磁感应定律,则有:E==NS
可知,
由于线圈中磁感应强度的变化率:=
=0.5T/S;
为常数,则回路中感应电动势为E==2V,且恒定不变,故选项A错误;
B、回路中感应电流的大小为I==
A=0.4A,选项B错误;
C、当t=0.3 s时,磁感应强度B=0.2 T,则安培力为F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2=3.2N;,故选项C错误;
D、1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.42×5×60 J=48 J,选项D正确.
故选:D.
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