- 导体切割磁感线时的感应电动势
- 共4292题
如图所示,单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场.则:第二次进入与第一次进入时( )
正确答案
解析
解:设磁感应强度为B,CD边长度为L,AC边长为L′,线圈电阻为R;
A、线圈进入磁场过程中,产生的感应电动势E=BLv,感应电流I==
,感应电流I与速度v成正比,第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比:I2:I1=2v:v=2:1,故A错误;
B、线圈进入磁场时受到的安培力:FB=BIL=,线圈做匀速直线运动,由平衡条件得,外力F=FB=
,外力功率P=Fv=
,功率与速度的平方成正比,
第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比:P2:P1=(2v)2:v2=4:1,故B正确;
C、线圈进入磁场过程中产生的热量:Q=I2Rt=()2•R•
=
,产生的热量与速度成正比,第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比:
Q2:Q1=2v:v=2:1,故C正确;
D、通过导线横截面电荷量:q=I△t=△t=
,电荷量与速度无关,电荷量之比为1:1,故D错误;
故选:BC.
如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置,其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.t=0时对棒施一平行于导轨的外力F,棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电流I随时间t的变化关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、金属棒ab加速度a、金属棒受到的外力F、通过棒的电荷量q随时间变化的图象错误的是( )
正确答案
解析
解:由电流图象得,I=kt,k是比例系数.设金属棒长为L.
A、由图看出,通过R的感应电流随时间t增大,根据法拉第电磁感应定律得知,穿过回路的磁通量是非均匀变化的,Φ-t应是曲线.故A错误.
B、由I==
=kt知v与时间t成正比,知加速度不变,故B错误;
C、由牛顿运动定律知F-F安-mgsinθ=ma,知F=+mgsinθ+ma,v随时间均匀增大,其他量保持不变,故F随时间均匀增大,不是时间的平方,故C错误;
D、通过导体棒的电量为:q=It=kt2,故q-t2图象为过原点直线,故D正确.
本题选择错误的,故选:ABC.
如图所示,在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab,其电阻r=0.1Ω,框架左端的电阻R=0.4Ω.垂直框面的匀强磁场的磁感应强度B=0.1T.当用外力使棒ab以速度v=5m/s右移时,ab棒中产生的感应电动势E=______,通过ab棒的电流I=______,ab棒两端的电势差Uab=______.
正确答案
0.2V
0.4A
0.16V
解析
解:ab棒中产生的感应电动势 E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
通过ab棒的电流 I==
A=0.4A
ab棒两端的电势差 Uab=IR=0.4×0.4V=0.16V
故答案为:0.2V;0.4A;0.16V
如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1m,其右端连接有定值电阻R=2Ω,整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中.一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下,在导轨上由静止开始向左运动,运动中金属棒始终与导轨垂直.导轨及金属棒的电阻不计,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、金属棒向左运动切割磁感线,根据右手定则判断得知产生的感应电流方向由a→b,故A正确.
B、金属棒所受的安培力先小于拉力,棒做加速运动,后等于拉力做匀速直线运动,速度达到最大,故B错误.
C、根据牛顿第二定律得:F-=ma,可知,棒的速度v增大,加速度a减小,所以棒刚开始运动时加速度最大,最大加速度为:am=
=
=5m/s2.故C正确.
D、设棒的最大速度为vm,此时a=0,则有:F=,得:vm=
=
m/s=20m/s
所以水平拉力的最大功率为:Pm=Fvm=10×20W=200W,故D正确.
故选:ACD.
如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框abcd.现将导体框先后朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框在上述两过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A:根据楞次定律判断得知:可以知道以速度v拉出磁场时线框中产生的感应电流沿逆时针.以3v拉出磁场时产生的感应电流也是逆时针,故导体框中产生的感应电流方向相同,故A正确.
B:由q=It=•
得:q=
,与拉出速度无关,所以两次拉出通过导体横截面的电量相同,故B正确.
C、设导体边长为L,则以v拉出磁场产生的感应电动势为:E=BLv,感应电流为:I==
,所用时间为:t=
,由焦耳定律:Q=I2Rt得:Q=
,可见产生的热量与拉出速度成正比,所以两次拉出产生的热量不相同,故C错误.
D、由U=IR,可得:以速度v拉出磁场时,cd切割磁感线,相当于电源,cd间电压等于路端电压,为:Ucd=E=
;
以3v速度拉出磁场时,ad边切割磁感线,相当于电源,cd是外电路的一部分,Ucd==
BL•3v=
,所以导体框cd边两端电势差相同,故D正确.
故选:ABD
扫码查看完整答案与解析