- 电磁感应
- 共8761题
桌面上放着单匝矩形线圈,线圈中心上方一定高度处有一个竖立的条形磁体,此时线圈内的磁通量为0.04Wb,把条形磁体竖放在线圈内的桌面上,线圈内磁通量0.12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。(1)把条形磁体从图中位置在0.4s内放到线圈内的桌面上。(2)换用20匝的矩形线圈,线圈面积和原单匝线圈相同,把条形磁铁在图中位置在0.2s内放在线圈内的桌面上。
正确答案
(1)0.2V(2)8V
试题分析:(1)根据法拉第电磁感应定律
(2) 根据法拉第电磁感应定律
点评:解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律
(15分)如图所示,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体ab质量是0.2kg,电阻是0.1,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向垂直框架向上,现用1N的外力F由静止拉动ab杆,当ab的速度达到1m/s时,
(1)求此时刻ab杆产生的感应电动势的大小;
(2)求此时刻ab杆的加速度的大小?
(3)ab杆所能达到的最大速度是多少?
正确答案
(1)0.1V (2) (3)10m/s
(1)V
(2)N
(3)当F=F安时,速度最大
本题考查法拉第电磁感应定律,由感应电动势公式E=Blv,安培力公式F=BIL和欧姆定律可求得安培力大小,再由牛顿第二定律可求得加速度大小
如图3-2所示。在有明显边界PQ的匀强磁场B外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框其电阻为R。用一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v,第二次速度为2 v,求两次拉力大小之比多少?
正确答案
设导线框边长为a,磁感应强度为B,线圈电阻为R
(1)分析以速度v匀速进入磁场
由法拉第电磁感应定律得:
E=Bav…………………………………①
由闭合电路欧姆定律得:
I=E/R…………………………………②
由安培力公式得:
F安=BIa………………………………③
由于是匀速进入磁场,所以有:
F拉1=F安………………………………④
由①②③④得:F拉1=B2a2v/R
同理可得以速度2v进入时
F拉2=2B2a2v/R
所以得:F拉1:F拉2=1:2
略
一个200匝、面积为20cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T均匀增加到0.5 T。在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________ Wb;线圈产生的感应电动势的大小是________ V。
正确答案
4×10-4,1.6。
试题分析:穿过线圈的磁通量的变化是△Ф=(B2-B1)×S×sin30°= (0.5T-0.1T)×20×10-4m2×0.5=4×10-4 Wb;根据法拉第电磁感应定律得,线圈产生的感应电动势的大小是E=n=1.6V。
如图所示,宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中,框架左端连接一个
的电阻,框架上面置一电阻
的金属导体
,
长为
。
始终与框架接触良好且在水平恒力
作用下以
的速度向右匀速运动(设水平金属框架足够长。轨道电阻及接触电阻忽略不计)。
(1)试判断金属导体两端哪端电势高;
(2)求通过金属导体的电流大小;
(3)求水平恒力对金属导体
做功的功率。
正确答案
, 1A, 0.5W
(1)ab棒切割磁感线产生感应电动势,充当电源,根据右手定则可知a端电势较高
(2)感应电动势,通过金属导体
的电流大小
(3)ab棒做匀速运动,所以水平恒力与安培力平衡,即,水平恒力
对金属导体
做功的功率
故答案为:, 1A, 0.5W
用电阻为18 Ω的均匀导线弯成如图中直径D ="0.80" m的封闭金属圆环,环上AB弧所对应的圆心角为60º,将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感应强度B ="0.50" T的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里.一根每米电阻为1.25 Ω的直导线PQ,沿圆环平面向左以3.0 m/s的速度匀速滑行(速度方向与PQ垂直),滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处的电阻),当它通过环上A、B位置时,求:
(1)直导线AB段产生的感应电动势,并指明该段直导线中电流的方向.
(2)此时圆环上发热损耗的电功率.
正确答案
(1) (0.6V) (A到B)
(2)(0.1W)
略
在赤道附近有一根导线沿东西方向水平放置,当导线竖直向下运动时,会产生感应电动势,那么,这根导线的____________端电势较高(选填“东”或“西”)。
正确答案
东
分析:在赤道的上方磁场的方向从南向北,根据右手定则,判断电势高低.
在电源内部电流从负极流向正极.
解答:解:伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内;
在赤道的上方磁场的方向从南向北,让磁感线从掌心进入,
拇指所指的方向指向导体棒运动方向,也就是竖直向下,
这时四指由西指向东,也就是感应电流的方向.
导线作为电源,在电源内部电流从负极流向正极,所以东端电势高.
故答案为:东.
点评:解决本题的关键掌握用右手定则判断感应电流的方向,伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,拇指所指的方向指向导体棒运动方向,这时四指指向就是感应电流的方向.
如图11-3所示,在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON,∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ,PQ紧贴MO,ON并以平行于ON的速度V,从顶角O开始向右匀速滑动,设裸导线单位长度的电阻为R0,磁感强度为B,求回路中的感应电流。
正确答案
回路中感应电流
【错解分析】错解:设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt,
Ob=v·Δt,
ab=v·Δ·tgα,
不是我们要求的电动势的瞬时值。因为电阻(1+cosα+sinα)
由于两者不对应,结果就不可能正确。
【正确解答】
设PQ从顶角O开始向右运动的时间为Δt,Ob=v·Δt,ab=v·Δ
回路中ε=Blv=B·ab·v=Bv2·Δt·tgα。回路中感应电流
时间增大,产生的感应电动势不是恒量。避免出错的办法是先判断感应电动势的特征,根据具体情况决定用瞬时值的表达式求解。
把一个面积为S,总电阻为R的圆形金属环平放在水平面上,磁感应强度为B的匀强
磁场竖直向下,当把环翻转1800的过程中,流过金属环某一横截面的电量是多少?
正确答案
解:由题意可知:φ1=BS φ2=-BS Δφ=φ2-φ1="-2BS" …………… 3分
根据法拉第电磁感应定律有:
……………………………………………………3分
根据欧姆定律有………………………………………………2分
则:Q=I×Δt=………………………………………………2分
本题考查法拉第电磁感应定律,要想求电荷量,必须求出过程中的电流平均值,可根据法拉第电磁感应定律求出电流,从而解题。
如图(甲)所示螺线管的匝数n =1500,横截面积S =20cm2,电阻r =2Ω,与螺线管串联的外电阻R =4Ω。若穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图(乙)所示的规律变化,则线圈两端a、b之间的电压为_____________V,电阻R上消耗的电功率______________W。
正确答案
0.4V , 0.04W
根据法拉第电磁感应定律有:,
;
电阻R上消耗的电功率:
在地球赤道距地面h高处,东西方向水平放置的长为L的金属杆由静止开始自由下落。落地时的感应电动势为ε,则该处地磁场的磁感应强度为____T。(赤道附近的地磁场近似为匀强场,忽略空气阻力及浮力)
正确答案
T
试题分析:金属杆产生的感应电动势,根据自由落体运动规律可得
,两式联立可得
点评:基础题,非常简单,关键是对公式的正确掌握
一个共有10匝的闭合矩形线圈,总电阻为10Ω,置于水平面上.若线圈内的磁通量在0.02s内,由垂直纸面向里,从0.02wb均匀增加到0.06wb,则在此时间内,线圈内导线的感应电动势为_________V。
正确答案
20V
根据法拉第电磁感应定律
(11分)如图所示,一只横截面积为S=0.10m2,匝数为120匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中,线圈的总电阻为R=1.2Ω。该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示。求:⑴从t=0到t=0.30s时间内,通过该线圈任意一个横截面的电荷量q为多少?⑵这段时间内线圈中产生的电热Q为多少?
正确答案
(11分)⑴2.0C()---------------------------+5
⑵I1=5A,Q1=6J;--------------------+2
I2=10A,Q2=12J------------------------+2
Q1+ Q2="18J" ------------------------+2
略
一个100匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb均匀增加到0.08Wb,则线圈中总的感应电动势 V.若线圈电阻为10
,则线圈中产生的电流强度
A
正确答案
15 1.5
试题分析:据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势为
由由闭合电路欧姆定律知线圈中产生的电流为
点评:根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,再根据欧姆定律求出感应电流的大小。
如图示,两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个匝数为n的截面积为S的线圈相连,线圈总电阻为r,线圈中有竖直向上的磁场,磁感强度B均匀增加,随时间变化关系是B=kt,电阻R与金属板连接,两板间有一个质量为m的油滴恰好处于静止状态,求:
(1)油滴所带电荷的正负。
(2)油滴所带的电量。
正确答案
略
(1)油滴带负电。 (2分)
(2)感应电动势为E=nSΔB/Δt="nSk " (3分)
板间电压U=RE/(R+r)=" nSk" R/(R+r) (2分)
由于平衡,有qE="qU/d=mg " (2分)
解得:油滴所带的电量为q= mgd(R+r)/ nSk R (2分)
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