导体切割磁感线时的感应电动势
共4292题

导体切割磁感线时的感应电动势
共4292题

热门试卷

题型：简答题

简答题

如图，有一光滑导轨竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=0.2T．有阻值为0.5Ω、质量为3×10-3kg的导体棒AB紧靠导轨，沿着导轨由静止开始下落，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，导轨的电阻及接触电阻均不计．问：

（1）导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向．

（2）当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少？

（3）导体棒的最大速度是多大？（g=10m/s2）

正确答案

解：（1）由右手定则：AB棒的感应电流方向由A指向B，

由左手定则：AB棒所受磁场力竖直向上；

（2）感应电动势 E=BLv=0.2×0.5×5=0.5（V）

感应电流 I===0.2（A）

（3）当导体棒AB最终匀速下落时速度最大，重力与安培力平衡，则有：mg-F=0

由 E=BIvm，I=，F=BIL 得：

mg=

解得导体棒的最大速度为：vm=7.5m/s

答：

（1）导体棒AB在下落过程中，感应电流方向A→B，AB棒所受磁场力竖直向上．

（2）当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势为0.5V，感应电流为0.2A．

（3）导体棒的最大速度是7.5m/s．

解析

解：（1）由右手定则：AB棒的感应电流方向由A指向B，

由左手定则：AB棒所受磁场力竖直向上；

（2）感应电动势 E=BLv=0.2×0.5×5=0.5（V）

感应电流 I===0.2（A）

（3）当导体棒AB最终匀速下落时速度最大，重力与安培力平衡，则有：mg-F=0

由 E=BIvm，I=，F=BIL 得：

mg=

解得导体棒的最大速度为：vm=7.5m/s

答：

（1）导体棒AB在下落过程中，感应电流方向A→B，AB棒所受磁场力竖直向上．

（2）当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势为0.5V，感应电流为0.2A．

（3）导体棒的最大速度是7.5m/s．

题型：简答题

简答题

如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R．边界MN的右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，求：

（1）线框ab边产生的感应电动势E的大小；

（2）线框a、b两点的电势差；

（3）线框中产生的焦耳热．

正确答案

解：（1）线圈匀速进入磁场，有E=BLv0　…①

（2）a、b两点的电势差相当于电源的外电压，则 …②

又 E=IR…③

联立上面三式得

（3）线圈进入磁场区域时线圈中产生的热量

线圈进入磁场的运动时间　　

联解可得：Q=

答：（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E为BLv0．

（2）线框a、b两点的电势差是BLv0．

（3）线框中产生的焦耳热为．

解析

解：（1）线圈匀速进入磁场，有E=BLv0　…①

（2）a、b两点的电势差相当于电源的外电压，则 …②

又 E=IR…③

联立上面三式得

（3）线圈进入磁场区域时线圈中产生的热量

线圈进入磁场的运动时间　　

联解可得：Q=

答：（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E为BLv0．

（2）线框a、b两点的电势差是BLv0．

（3）线框中产生的焦耳热为．

题型：填空题

填空题

如图所示，匀强磁场的磁感强度为0.2T，方向垂直于纸面向内，一长为0.5m的导线ab以10m/s的速度向右匀速运动，导线电阻不计，R=1Ω，那么，通过导线ab的电流强度为______A；磁场对导线ab的作用力的大小为______N，方向______．

正确答案

0.2

向左

解析

解：导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势：

E=BLv=0.2×0.5×10=1V

两电阻并联，电路总电阻为：

R总=R=0.5Ω

通过导线ab的电流：

I==2A，方向由b到a．

磁场对导线ab的作用力的大小 F=BIL=0.2×2×0.5N=0.2N，由左手定则知，方向向左．

故答案为：2，0.2，向左．

题型：简答题

简答题

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面成θ角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上．质量为m、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，求：（重力加速度大小为g）

（1）若金属棒沿导轨由静止开始下滑，下滑过程的最大加速度和最大速度的大小分别为多少？

（2）若从图示位置给金属棒一个平行于斜面向上且与棒垂直的初速度v0，当棒再次回到原位置时电阻R的电功率为P，求此时棒的加速度及此过程电阻R上产生的焦耳热分别为多少？

正确答案

解：（1）棒刚释放时速度零，安培力为零，此时加速度最大．由牛顿第二定律得

mgsinθ=mam；

解得 am=gsinθ

棒释放后做加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动，当加速度为零时速度达到最大，此后棒做匀速运动．则有

mgsinθ=F

又安培力 F=BI1L，I1==

联立解得最大速度为 vm=

（2）棒回到原位置时，有P=I22R

由牛顿第二定律得 mgsinθ-BI2L=ma

解得 a=gsinθ-

由欧姆定律得 I2==

由能量守恒定律得 Q=-

联立解得 Q=（-）

答：

（1）金属棒下滑过程的最大加速度和最大速度的大小分别为gsinθ和．

（2）此时棒的加速度及此过程电阻R上产生的焦耳热分别为gsinθ-和（-）．

解析

解：（1）棒刚释放时速度零，安培力为零，此时加速度最大．由牛顿第二定律得

mgsinθ=mam；

解得 am=gsinθ

棒释放后做加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动，当加速度为零时速度达到最大，此后棒做匀速运动．则有

mgsinθ=F

又安培力 F=BI1L，I1==

联立解得最大速度为 vm=

（2）棒回到原位置时，有P=I22R

由牛顿第二定律得 mgsinθ-BI2L=ma

解得 a=gsinθ-

由欧姆定律得 I2==

由能量守恒定律得 Q=-

联立解得 Q=（-）

答：

（1）金属棒下滑过程的最大加速度和最大速度的大小分别为gsinθ和．

（2）此时棒的加速度及此过程电阻R上产生的焦耳热分别为gsinθ-和（-）．

题型：单选题

单选题

如图，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过导线和滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n：1，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则（　　）

A变压器原线圈两端的电压为

B若R1不变时，通过负载R2的电流强度为0

C若R1不变时，通过变压器的副线圈横截面磁通量为0

D若R1变化时，通过负载R2的电流强度为通过R1电流的

正确答案

解析

解：A、切割磁感线感应电动势公式E=Br2ω，电势该电压加到电阻R上，由于变压器是理想变压器，所以变压器两端的电压是0．故A错误；

B、变压器只能改变原线圈的交流电的电压，不能改变直流电的电压，也不能将直流电的电能传递给副线圈，所以若R1不变时，通过负载R2的电流强度为0．故B正确；

C、虽然通过负载R2的电流强度为0，但副线圈中的磁通量与原线圈中的磁通量相同，不是0．故C错误；

D、变压器只能改变原线圈的交流电的电压与电流，不能改变直流电的电压与电流．故不能使用变压器的电流比的公式计算副线圈中的电流．故D错误．

故选：B

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