电磁感应练习题
高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案

高考物理考点《电磁感应中的图像问题》真题练习含答案1.如图甲所示,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示,则在这段时间内,下列关于线圈cd中产生的感应电流i cd与时间t的关系图线,正确的是()答案:D解析:由图乙可知,在t=0时刻,图线的斜率最大,即ab线圈中的电流变化最快,电流产生的磁场变化最快,cd线圈中的磁通量变化最快,所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大;t=T4时,图线的斜率为零,即ab线圈中的电流变化为零,电流产生的磁场变化为零,cd线圈中的磁通量变化为零,所以此时在cd线圈中无感应电流;t=T4之后,感应电流改变方向;T2到T时间内c、d线圈产生的感应电流为零,由上述分析可知,D正确.2.(多选)如图甲所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,一个线圈与一个电容器相连,线圈平面与匀强磁场垂直,电容器的电容C=60 μF,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示,下列说法不正确的是()A.电容器下极板电势高于上极板B .线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC .电容器两极板间电压为2.0 VD .电容器所带电荷量为120 C答案:ABD解析:根据楞次定律可以判断出感应电流方向为逆时针方向,所以电容器下极板电势低于上极板,A 错误;线圈中磁通量的变化率为ΔΦΔt =6-22Wb/s =2 Wb/s ,B 错误;根据法拉第电磁感应定律,有E =ΔΦΔt=2.0 V ,C 正确;电容器所带电荷量为Q =CU =60×10-6×2.0 C =1.2×10-4 C ,D 错误.3.[2024·黑龙江省哈尔滨市重点三校期末联考]如图所示,两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L .距磁场区域的左侧L 处,有一边长为L 的正方形导体线框,总电阻为R ,且线框平面与磁场方向垂直.现用水平外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点.规定:电流沿逆时针方向时电动势E 为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正,水平外力F 向右为正.则下列关于线框中的感应电动势E 、所受外力F 、消耗的电功率P 和通过线框的磁通量Φ随时间变化的图像正确的是( )答案:B解析:进入磁场时磁通量随时间变化为ΔΦ=BL v t,完全进入左边磁场后再运动0.5L时磁通量减为零,再运动0.5L磁通量变为反向的BL2,因此中间图像斜率是两端的2倍,D错误;进入磁场时感应电动势E1=BL v,而运动到两磁场交接处时感应电动势E2=2BL v,A 错误;根据F=BIL运动到两个磁场交接处时,回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍,电流为刚进入磁场时的2倍,并且在两个磁场交接处时,左右两边都受到向左的安培力,因此在中间时,安培力是在两端时的4倍,根据P=F v,则在中间安培力的功率也是两端的4倍,C错误,B正确.4.如图所示,宽度为d的两条平行虚线之间存在一垂直纸面向里的匀强磁场,一直径小于d的圆形导线环沿着水平方向匀速穿过磁场区域,规定逆时针方向为感应电流的正方向,由圆形导线环刚进入磁场开始计时,则关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系,下列图像中可能的是()答案:A解析:由楞次定律易知,圆形导线环进入磁场时,电流方向为逆时针,即正方向,圆形导线环全进入磁场时,电流为零,圆形导线环离开磁场时,电流方向为顺时针,即负方向,选项D错误;设经过时间t圆形导线环的位置如图所示,圆形导线环运动速度大小为v,半径为R,电阻为r,此时圆形导线切割磁场的有效长度为L=2R2-(R-v t)2,产生的感应电动势e=BL v,电流大小为i=er,联立三式变化可得i2(2B v Rr)2+(t-R v)2(R v)2=1.可见,圆形导线环匀速进入磁场时的i t图像是椭圆的一部分,同样,圆形导线匀速离开磁场时的i t图像也是椭圆的一部分,选项A正确,B、C错误.5.如图所示,等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框,线框斜边长为l,线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域,规定线框中感应电流逆时针方向为正方向,其感应电流i随位移x变化的图像正确的是()答案:B解析:闭合导线框穿过磁场的过程中,磁通量先增加后减小,根据楞次定律和安培定则,感应电流先逆时针后顺时针,即先正后负,A、D错误;导线框切割的有效长度是先增加后减小,由E=BL v,感应电动势的大小是先增加后减小,所以感应电流先增加后减小,B正确,C错误.6.(多选)如图所示,在竖直平面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4,在L1、L2之间和L3、L4之间存在磁感应强度大小相等且方向均垂直纸面向里的匀强磁场.现有一矩形金属线圈abcd,ad边长为3L.t=0时刻将其从图示位置(cd边与L1重合)由静止释放,cd边经过磁场边界线L3时开始做匀速直线运动,cd边经过磁场边界线L2、L3、L4时对应的时刻分别为t 1、t 2、t 3,整个运动过程线圈平面始终处于竖直平面内.在0~t 3时间内,线圈的速度v 、通过线圈横截面的电量q 、通过线圈的电流i 和线圈产生的热量Q 随时间t 变化的关系图像可能正确的是( )答案:BD解析:线圈cd 边在L 1、L 2之间的磁场切割磁感线,则有E =BL v ,I =E R,F 安=BIL ,解得F 安=B 2L 2v R ,根据牛顿第二定律a =mg -F 安m可知随着速度的增加,安培力也逐渐增大,加速度逐渐减小,根据题意,cd 边经过磁场边界线L 3时开始做匀速直线运动,说明从0时刻到t 1的过程,线圈做加速度减小的加速运动,从t 1到t 2的过程,线圈做加速度为g 的匀加速直线运动,从t 2到t 3的过程,线圈做匀速直线运动,根据v t 图像的切线斜率表示加速度,A 错误;从0时刻到t 1的过程,线圈做加速度减小的加速运动,线圈中的电流逐渐增大,从t 1到t 2的过程,线圈做加速度为g 的匀加速直线运动,但此过程线圈没有切割磁感线,感应电流为零,从t 2到t 3的过程,线圈做匀速直线运动,线圈中的电流保持不变,根据q t 图像的切线斜率表示电流,B 正确,C 错误;从0时刻到t 1的过程,线圈中的电流逐渐增大,从t 1到t 2的过程,线圈中的电流为零,从t 2到t 3的过程,线圈中的电流保持不变,根据Q =I 2Rt 可知Q t 图像的切线斜率表示电流的平方,D 正确.7.如图所示的匀强磁场中有一根弯成45°的金属线POQ ,其所在平面与磁场垂直,长直导线MN与金属线紧密接触,起始时OA=l0,且MN⊥OQ,所有导线单位长度电阻均为r,MN水平向右匀速运动的速度为v,使MN匀速运动的外力为F,则外力F随时间变化的规律图像正确的是()答案:C8.[2024·山东省青岛市模拟]如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行光滑金属导轨,导轨足够长且电阻不计,MP间接有一定值电阻R,电阻为r的金属杆cd保持与导轨垂直且接触良好.杆cd由静止开始下落并开始计时,杆cd两端的电压U、杆cd所受安培力的大小F随时间t变化的图像,合理的是()答案:A解析:设杆长为L,杆下落过程中速度增大,切割磁感线产生的感应电流增大,杆所受安培力的大小为F=BIL=B2L2v,根据牛顿第二定律有mg-F=ma,杆下落过程中先做加R+r速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度保持不变,所以安培力随速度先增大,后不变,其大小为mg,B错误,A正确;导体杆两端的电压为U=IR=BLR v,速度先增大,后不R+r变,所以U先增大,后不变,且U增大的越来越慢,即图线的斜率减小,C、D错误.9.[2024·辽宁省十校联合体调研]如图所示,xOy平面的第一、三象限内充满垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L 的正方形金属框始终在O 点的顶点环绕,在xOy 平面内以角速度ω顺时针匀速转动,t =0时刻,金属框开始进入第一象限,已知匀强磁场的磁感应强度为B ,金属框的总电阻为R ,规定顺时针方向为电流的正方向,不考虑自感影响,关于金属框中感应电流i 随时间t 变化的图像正确的是( )答案:A解析:如图所示,在t =0到t =π2ω的过程中,即金属框顺时针转过90°的过程中,金属框切割磁感线的有效切割长度先变大后变小,根据转动切割感应电动势的计算公式E =12Bω2l 可知E 先增大后减小,感应电流先增加后减小,根据楞次定律可知,电流方向为顺时针方向,即正方向;在t =0到t =π4ω的过程中,由圆周运动公式可知θ=ωt ,根据几何关系和三角形的面积公式可得S =L ·L tan θ2 ,则穿过线圈的磁通量为Φ=12BL 2tan ωt ,对上述的表达式由数学知识得ΔE Δt =BL 2ω2·tan ωt cos 2ωt ,由此可知,在t =0到t =π4ω的过程中,E 的变化率一直增大,感应电流的变化率一直增加;同理可得在t=π4ω到t=π2ω的过程中,E的变化率一直减小,感应电流的变化率一直减小,A正确,B、C、D错误.。
高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题

高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题1.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ,以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,若感应电动势分别为E a 、E b ,则E a ∶E b 为( )A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶1 答案:B解析:线框切割磁感线时的感应电动势为E =BLv ,解得E a ∶E b =1∶2,B 正确.2.[2024·湖北省名校联盟联考]今年11月底,襄阳三中举行了秋季运动会,其中“旋风跑”团体运动项目很受学生欢迎.如图是比赛过程的简化模型,一名学生站在O 点,手握在金属杆的一端A 点,其他四名学生推着金属杆AB ,顺时针(俯视)绕O 点以角速度ω匀速转动.已知OA =l ,AB =L 运动场地附近空间的地磁场可看作匀强磁场,其水平分量为B x ,竖直分量为B y ,则此时( )A .A 点电势高于B 点电势B .AB 两点电压大小为B y ω(L 2+2lL )2C .AB 两点电压大小为B y ω(L +l )22D .AB 两点电压大小为B x ωL(L +l) 答案:B解析:地磁场在北半球的磁感应强度斜向下,其竖直分量B y 竖直向下,则金属杆切割B y 产生动生电动势,由右手定则可知电源内部的电流从A 点到B 点,即B 点为电源的正极,故A 点电势低于B 点电势,A 错误;动生电动势的大小为E =Bl v -,解得U BA =B y L ω(L +l )+ωl 2 =B y Lω(L +2l )2,B 正确,C 、D 错误.3.(多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示,图(b )为磁铁和线圈部分的右视图,线圈与一电容器的两端相连.当人对着纸盆说话,纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号.已知线圈有n 匝,线圈半径为r ,线圈所在位置的磁感应强度大小为B ,则下列说法正确的是( )A.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势高B.纸盆向左运动时,电容器的上极板电势比下极板电势低C.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nrBvD.纸盆向右运动速度为v时,线圈产生的感应电动势为2nπrBv答案:BD解析:根据右手定则,可知上极板带负电,下极板带正电,因此下极板电势更高,A项错误,B项正确;每匝有效切割长度为2πr,则E=2πnBvr,C项错误,D项正确.4.如图所示,一根弧长为L的半圆形硬导体棒AB在水平拉力F作用下,以速度v0在竖直平面内的U形框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路中除电阻R外,其余电阻均不计,U形框左端与平行板电容器相连,质量为m的带电油滴静止于电容器两极板中央,半圆形硬导体棒AB始终与U形框接触良好.则以下判断正确的是()A.油滴所带电荷量为mgdBLv0B.电流自上而下流过电阻RC.A、B间的电势差U AB=BLv0D.其他条件不变,使电容器两极板距离减小,电容器所带电荷量将增加,油滴将向下运动答案:B解析:由右手定则可知,导体棒中电流方向从B到A,电流自上而下流过电阻R,故B正确;弧长为L的半圆形硬导体棒切割磁感线的有效长度D=2Lπ,则A、B间的电势差为U AB=2BLv0π,C错误;油滴受力平衡可得qE=mg,E=U ABd,则油滴所带电荷量为q=πmgd2BLv0,A错误;其他条件不变,使电容器两极板距离减小,由C=εS4πkd知电容器的电容变大,又由Q=UC可知,电容器所带电荷量将增加,电场力变大,油滴将向上运动,故D错误.5.(多选)如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是l ,电阻都是R ,其余电阻不计.框架以速度v 匀速平动地穿过磁感应强度为B 的匀强磁场,设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时,ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3,则下列判断结果正确的是( )A .U 1=13 Blv B .U 2=2U 1C .U 3=0D .U 1=U 2=U 3 答案:AB解析:当ab 边进入磁场时I =E R +R 2=2Blv 3R ,则U 1=E -IR =13Blv ;当cd 边也进入磁场时I =E R +R 2 =2Blv 3R ,则U 2=E -I R 2 =23 Blv ,三条边都进入磁场时U 3=Blv ,A 、B 正确.6.[2024·湖北省武汉市月考](多选)如图所示,电阻不计的平行长直金属导轨水平放置,间距L =1 m .导轨左右端分别接有阻值R 1=R 2=4 Ω的电阻.电阻r =2 Ω的导体棒MN 垂直放置在导轨上,且接触良好,导轨所在区域内有方向竖直向的匀强磁场,大小为B =2 T .在外力作用下棒沿导轨向左以速度v =2 m /s 做匀速直线运动,外力的功率为P ,MN 两端的电势差为U MN ,则以下说法正确的是( )A .U MN =4 VB .U MN =2 VC .P =16 WD .P =4 W 答案:BD解析:棒产生的感应电动势大小为E =BLv =4 V ,外电阻是R 1和R 2并联总电阻为R =2 Ω,MN 两端的电势差为U MN =R R +r E =2 V ,A 错误,B 正确;回路电流为I =ER +r =1 A ,电路总功率为P 总=EI =4 W ,由能量守恒可知外力的功率和电路总功率相同,有P =4 W ,C 错误,D 正确.7.[2024·吉林省长春市模拟]在如图甲所示的电路中,电阻R 1=R 2=R ,圆形金属线圈半径为r 1,线圈导线的电阻也为R ,半径为r 2(r 2<r 1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0,其余导线的电阻不计.闭合开关S ,至t =0的计时时刻,电路中的电流已经稳定,下列说法正确的是( )A .线圈中产生的感应电动势大小为B 0πr 21t 0B .t 0时间内流过R 1的电量为B 0πr 22RC .电容器下极板带负电D .稳定后电容器两端电压的大小为B 0πr 223t 0答案:D解析:由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E =ΔΦΔt =ΔB Δt S =πr 22 B 0t 0,A 错误;由闭合电路欧姆定律得感应电流为I =E R +R 1+R 2 =πr 22 B 03Rt 0 ,t 0时间内流过R 1的电量为q =It 0=πr 22 B 03R,B 错误;由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向,金属线圈相当于电源,电源内部的电流从负极流向正极,则电容器的下极板带正电,上极板带负电,C 错误;稳定后电容器两端电压的大小为U =IR 1=B 0πr 223t 0,D 正确.8.(多选)如图所示,长为a ,宽为b ,匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中,线圈总电阻为R ,线圈固定不动.当t =0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示,则( )A .线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B .回路中感应电动势恒为nB 0ab2t 0C .0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为nB 0abRD .t =0时刻,线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b2t 0R答案:BC解析:由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小,再垂直纸面向里增大,根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向,A 错误;根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt =nabB 02t 0 ,根据闭合电路欧姆定律可得,线圈中电流大小为I =E R =nabB 02Rt 0 ,t =0时刻,线圈受到的安培力大小为F =nB 0I·a =n 2a 2bB 202Rt 0 ,B 正确,D 错误;0~2t 0时刻,通过导线某横截面的电荷量为q =I·2t 0=nabB 0R,C 正确.9.如图所示,足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定,电流I 恒定不变.将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出,此后关于金属环在水平面内运动的分析,下列判断中正确的是( )A .金属环做直线运动,速度先减小后增大B .金属环做曲线运动,速度一直减小至0后静止C .金属环最终做匀速直线运动,运动方向与直导线平行D .金属环最终做匀变速直线运动,运动方向与直导线垂直 答案:C解析:金属环周围有环形的磁场,金属环向右运动,磁通量减小,根据“来拒去留”可知,所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线,即安培力垂直直导线向左,与运动方向并非相反,故金属环做曲线运动,安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动,当垂直导线方向的速度减为零,只剩沿导线方向的速度,然后磁通量不变,无感应电流,水平方向不受外力作用,故最终做匀速直线运动,方向与直导线平行,故金属环先做曲线运动后做直线运动,C 项正确.10.[2024·云南省昆明市模拟]如图甲所示,一匝数N =200的闭合圆形线圈放置在匀强磁场中,磁场垂直于线圈平面.线圈的面积为S =0.5 m 2,电阻r =4 Ω.设垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度B 随时间的变化图像如图乙所示.求:(1)2 s 时感应电流的方向和线圈内感应电动势的大小; (2)在3~9 s 内通过线圈的电荷量q 、线圈产生的焦耳热Q. 答案:(1)逆时针,E 1=20 V (2)q =15 C ,Q =150 J解析:(1)由楞次定律知,0~3 s 感应电流磁场垂直纸面向外,感应电流方向为逆时针方向;感应电动势为E 1=N ΔΦ1Δt 1 =N ΔB 1·S Δt 1结合图像并代入数据解得E 1=20 V(2)同理可得3 s ~9 s 内有感应电动势E 2=N ΔΦ2Δt 2 =N ΔB 2·SΔt 2感应电流I 2=E 2r电荷量q =I 2Δt 2 代入数据解得q =15 C 线圈产生的焦耳热Q =I 22 r Δt 2 代入数据得Q =150 J。
高中物理电磁感应练习题及答案

高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中,下列说法正确的是:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动,产生感应电流。
下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关?A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案:D.导体切割磁感线的角度。
二、填空题3、在电磁感应现象中,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。
答案:相反;相同。
31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动,切割磁感线,产生感应电动势。
如果只增大速度v,其他条件不变,则产生的感应电动势将_ _ _ _ ;如果保持速度v不变,只减小磁感应强度B,其他条件不变,则产生的感应电动势将 _ _ _ _。
答案:增大;减小。
三、解答题5、在电磁感应现象中,有一闭合电路,置于匀强磁场中,接上电源后有电流通过,现将回路断开,换用另一电源重新接上,欲使产生的感应电动势增大一倍,应采取的措施是()A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。
答案:A.将回路绕原路转过90°。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一,它描述了变化的磁场产生电场,或者变化的电场产生磁场的现象。
这个定律是法拉第在1831年发现的,它为我们打开了一个全新的领域——电磁学,也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。
在高中物理中,法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示,让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。
高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解,他们已经掌握了电场线和磁场线的概念,以及安培定则等基本知识。
电磁感应现象练习题

电磁感应现象练习题1.关于电磁感应,下列说法正确的是()A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流2.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.接入电路后的电流表指针发生了偏转B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流C.插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D.接通电源后的电铃不断发出响声3.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减少C.始终为零D.不为零,但保持不变4.如图所示在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场中有一个矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2与O3O4都是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流()(1)向左或向右平动(2)向上或向下平动(3)绕O1O2轴转动(4)绕O3O4轴转动A.(1)(2)B.(3)(4)C.(1)D.(4)5.如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外.下述过程中能使线圈产生感应电流的是()A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移6. 两个圆环A、B如图1-1-16所示放置,且半径R A>R B,一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处,且与圆环平面垂直,则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是()A.ΦA>ΦB B.ΦA=ΦBC.ΦA<ΦB D.无法确定7.在如图所示的条件下,闭合矩形线圈能产生感应电流的是()8.如图所示,当导线MN沿导轨开始向右滑动的瞬间(导轨间有磁场,磁场方向垂直纸面向里),正对电磁铁A的圆形金属环B中A.有感应电流B.没有感应电流C.可能有也可能没有感应电流D.无法确定9.如图所示,a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面,其中a和b两环大小相同,c环最大,a环位于N极处,b和c两环位于条形磁铁中部,则穿过三个环的磁通量的大小的说法正确的是()A.c环最大,a与b环相同B.三个环相同C.b环比c环大D.a环一定比c环大10.如图所示,金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上,在磁场中向右运动,匀强磁场垂直水平面向下,则()A.G1表的指针发生偏转B.G2表的指针发生偏转C.G1表的指针不发生偏转D.G2表的指针不发生偏转11.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示.它们是:①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生?试举出两种方法.12.如图所示,有一垂直纸面向里的匀强磁场,B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C,圆心均处在O处,A线圈半径为1 cm,10匝;B线圈半径为2 cm,1匝;C线圈半径为0.5 cm,1匝.问:(1)在B减为0.4 T的过程中,A和B中磁通量分别改变了多少?(2)在磁场转过30°角的过程中,C中磁通量改变了多少?参考答案1.D【解答】判断闭合电路中有无电流产生,关键是看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,回路中一定会产生感应电流,故D正确.A、B选项所述导体不一定处于闭合电路中,故不一定产生感应电流,A、B错.C中穿过闭合电路的磁通量也不一定变化,电路中也未必有感应电流产生.2.B【解答】A中表针偏转是靠磁场对电流的作用,A错;B中变化的磁场引起闭合回路磁通量的变化,产生感应电流,属于电磁感应现象,B对;C中软铁棒被磁化是磁现象,C错;通电的电铃不断发出铃声是利用了电流的磁效应,D错.3.C【解答】利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场,作出俯视图,考虑到磁场具有对称性,可以知道,进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的.故选C.4.B【解答】当线圈向左、向右、向上、向下平动时,穿过线圈的磁通量不变,不能产生感应电流.当线圈绕O1O2轴转动,绕O3O4轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,故能产生感应电流,B正确.5.B【解答】线圈有没有产生感应电流关键看磁通量是否变化或磁感线条数是否改变,以bc为轴转动45°,磁通量不发生变化,无感应电流,所以A 错.将线圈向上、向下平移时线圈的磁通量也不发生变化,也无感应电流,故C、D错.6.C【解答】因为有两个方向的磁感线穿过线圈,磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的净条数.从上向下看,磁感线有进有出,A、B环向外的磁感线条数一样多,但A环向里的磁感线条数较多,抵消得多,净剩条数少,所以ΦA <ΦB,选C.7.D【解答】A选项中因为线圈平面平行于磁感线,在以OO′为轴转动的过程中,线圈平面始终与磁感线平行,穿过线圈的磁通量始终为零,所以无感应电流产生;B选项中,线圈平面也与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,竖直向上运动过程中,线圈平面始终与磁感线平行,磁通量始终为零,故无感应电流产生;C选项中尽管线圈在转动,但B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,线圈中无感应电流;而D选项,图示状态Φ=0,当转过90°时Φ=BS,所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化,因此转动过程中线圈中产生感应电流.D正确.8.A【解答】导线MN开始向右滑动的瞬间,闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路有感应电流产生,线圈A在圆形环B中产生的磁通量从零开始增加,B中一定有感应电流,故正确答案为A.9.C【解答】条形磁铁磁场的磁感线分布特点是:①在外部,两端密,中间疏;②磁铁内、外磁感线条数相等.a、b、c三个环中磁铁内磁场方向都向上,而磁铁外部磁场不同,应选C.而a、c两环磁通量大小关系不确定,D不正确.10.AB【解答】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化,但电流表G1和线框abcd构成的闭合回路中磁通量发生变化,有感应电流流过G1和G2,选A、B.11.【解答】(1)(2)将断开的电键闭合、将闭合的电键断开、闭合电键后,改变滑动变阻器滑片的位置、闭合电键后,将线圈A插入线圈B、闭合电键后,将线圈A从线圈B中拔出.(任选其二)12.(1)减少1.256×10-4 Wb减少1.256×10-4 Wb(2)减少8.4×10-6 Wb 【解答】(1)分析可知B与A线圈磁通量始终一样,故它们的改变量也一样.ΔΦ=ΔBπr2=(0.4-0.8)×3.14×(1×10-2)2 Wb=-1.256×10-4 Wb.所以A和B中磁通量都减少了1.256×10-4 Wb.(2)对C线圈,Φ1=Bπr2,当磁场转过30°时,Φ2=Bπr2cos 30°,故ΔΦ=Φ2-Φ1=Bπr2(cos 30°-1)≈-8.4×10-6 Wb.所以C中磁通量减少了8.4×10-6 Wb.。
电磁学练习题(电磁感应和位移电流部分)

选择题1.位移电流和传导电流 ( )(A )都是电子定向移动的结果;(B )都可以产生焦耳热;(C )都可以产生化学效应; (D )都可以产生磁场。
2.一平板空气电容器的两极板都是半径为r 的圆导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为dtdE ,若略去边缘效应,则两板间的位移电流强度为:( ) (A )dtdE r οε42; (B )dt dE r οπε2; (C )dt dE οε; (D )dt dE r 2πεο。
3.在电磁感应现象中,正确的说法是:( )(A) 感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反;(B) 感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比;(C) 线圈上产生的自感电动势与穿过这个线圈的磁通量的变化率成正比,这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化的;(D) 穿过回路的磁通量越多,磁通量的变化率越大。
4.一平板空气电容器的两极板都是半径为r 的圆导体片,两极板间的距离为d ,在充电时,两板间所加电压的变化率为dt dU ,若略去边缘效应,则两板间的位移电流强度为:( )(A )dt dU d r 024ε; (B )dt dU d r 02πε; (C )dt dUd 0ε; (D )dt dUd r 20πε5、如图1所示,金属棒MN 放置在圆柱形的均匀磁场B 中,当磁感应强度逐渐增加时,该棒两端的电势差是:(A )0>MN U ;(B )0=MN U ;(C )无法判断;(D )0<MNU 。
6、变化电磁场和稳恒电磁场:(A )都是由电荷和电流激发;(B )都不可脱离场源而单独存在;(C )都具有可迭加性; (D )都是无界的。
7、有一圆柱形长导线载有稳恒电流I ,其截面半径为a ,电阻率为ρ,在圆柱内距轴线为r 处的各点坡印廷矢量的大小为: (A )4222a r I πρ;(B )3222a I πρ;(C )422a r I πρ;(D )322a I ρ。
【单元练】(必考题)高中物理选修2第二章【电磁感应】经典练习卷(含答案解析)

一、选择题1.法拉第发明了世界上第一台发电机―法拉第圆盘发电机,原理如图所示。
铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴,边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R 连接起来形成回路,其他电阻均不计。
转动摇柄,使圆盘如图示方向匀速转动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B ,圆盘半径为r ,电阻的功率为P 。
则( )A PR R 的电流方向为从c 到dB .圆盘转动的角速度为2PR Br ,流过电阻R 的电流方向为从d 到c C 2PR R 的电流方向为从c 到d D PR R 的电流方向为从d 到c B 解析:B 将圆盘看成无数幅条组成,它们都切割磁感线,从而产生感应电动势,出现感应电流,根据右手定则圆盘上感应电流从边缘流向圆心,则流过电阻R 的电流方向为从d 到c , 根据法拉第电磁感应定律得圆盘产生的感应电动势为201·22r E Brv Br Br ωω+=== 则感应电流为E I R=又电阻R 的功率为 2P I R =则联立解得22PR Br ω=故选B 。
2.近日,第二架国产大飞机919C 在上海浦东国际机场首飞成功,919C 在上海上空水平匀速飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,下列说法正确的是( )A .机翼左端的电势比右端电势低B .机翼左端的电势比右端电势高C .飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D .飞机飞行过程中洛伦兹力做负功B解析:BAB .上海位于北半球,地磁场在北半球地表上空方向是斜向下,由右手定则判断飞机机翼切割磁感线的感应电动势方向为从右往左,所以机翼左端的电势比右端电势高,故B 正确,A 错误;CD .洛伦兹力的方向始终垂直于速度,因此洛伦兹力不做功,故CD 错误。
故选B 。
3.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为L ,磁场方向垂直纸面向里。
abcd 是位于纸面内的直角梯形线圈,ab 与dc 间的距离也为L 。
经典高中物理电磁感应(练习题)
经典高中物理电磁感应(练习题)题目一一个长直导线,通有电流$I=2A$,产生的磁场强度大小为$B=4 \times 10^{-4}T$,求离导线$r=5cm$处的磁场强度大小。
题目二一个二次线圈,匝数为$n_1=200$,另一个线圈,匝数为$n_2=100$。
当通过匝数为$n_1$的线圈$1$的电流为$I_1=5A$时,线圈$2$中的电流为多少?题目三一个长直导线,导线中通有电流$I=10A$。
求该导线周围一个圆形区域内的磁感应强度大小。
已知该圆形区域的半径为$r=0.1m$。
题目四一个平行板电,边长为$a=10cm$,两板间的距离为$d=1mm$。
当电的两个极板上分别施加电势差$U=100V$时,计算电的电场强度大小。
题目五一根长直导线中通有电流$I=3A$,长度为$l=10cm$,通过导线的电流产生的磁场垂直于纸面向外。
求离导线$a=15cm$处的磁感应强度大小。
题目六一个可变的磁场$B$垂直于一个长度为$l=30cm$的导线,导线两端分别位于磁场中心的左右侧,导线的总电阻为$R=5 \Omega$。
当磁场的大小由$0$增加到$0.5T$时,计算导线中的电流强度。
题目七在一个匀强磁场中,一个面积为$A=0.04m^2$的导线矩形框架,其两边长分别是$a=20cm$和$b=10cm$。
这个导线框架的一侧与磁场垂直,磁场方向垂直于框架的一侧,且磁场大小为$B=0.2T$。
当导线框架以速度$v=2m/s$做匀速运动时,计算在导线框架上的感生电动势大小。
题目八在一个参考电动势为$E_0=10V$的理想电源中,有一条电阻为$R=20\Omega$的外接电路。
求当通过电路中电阻的电流为$I=0.5A$时,电源的电动势大小。
题目九一根长直导线$AB$位于一个磁场中,磁场方向与导线的方向垂直,且磁场大小为$B=0.1T$。
当导线的长度为$l=100cm$,导线的电阻为$R=4\Omega$,导线$AB$中的电流逐渐变化,从零增长到$I=2A$,求这段时间内,通过导线$AB$的电量。
《大学物理》电磁感应练习题及答案
《大学物理》电磁感应练习题及答案一、简答题1、简述电磁感应定律答:当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时,不论这种变化是什么原因引起的,回路中都会建立起感应电动势,且此感应电动势等于磁通量对时间变化率的负值,即dtd i φε-=。
2、简述动生电动势和感生电动势答:由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势。
由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。
3、简述自感和互感答:某回路的自感在数值上等于回路中的电流为一个单位时,穿过此回路所围成面积的磁通量,即LI LI =Φ=Φ。
两个线圈的互感M M 值在数值上等于其中一个线圈中的电流为一单位时,穿过另一个线圈所围成面积的磁通量,即212121MI MI ==φφ或。
4、简述位移电流与传导电流有什么异同答:共同点:都能产生磁场。
不同点:位移电流是变化电场产生的(不表示有电荷定向运动,只表示电场变化),不产生焦耳热;传导电流是电荷的宏观定向运动产生的,产生焦耳热。
5 简述感应电场与静电场的区别?答:感生电场和静电场的区别6、写出麦克斯韦电磁场方程的积分形式。
答:⎰⎰==⋅s v q dv ds D ρ dS tB l E s L ⋅∂∂-=⋅⎰⎰d 0d =⋅⎰S S B dS t D j l H s l ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⋅⎰⎰d 7、简述产生动生电动势物理本质答:在磁场中导体作切割磁力线运动时,其自由电子受洛仑滋力的作用,从而在导体两端产生电势差8、 简述磁能密度, 并写出其表达式答:单位体积中的磁场能量,221H μ。
9、 简述何谓楞次定律答:闭合的导线回路中所出现的感应电流,总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因(反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等).这个规律就叫做楞次定律。
10、全电流安培环路定理答:磁场强度沿任意闭合回路的积分等于穿过闭合回路围成的曲面的全电流 s d t D j l d H s e •⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=•⎰⎰二、选择题1、有一圆形线圈在均匀磁场中做下列几种运动,那种情况在线圈中会产生感应电流( D )A 、线圈平面法线沿磁场方向平移B 、线圈平面法线沿垂直于磁场方向平移C 、线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向平行D 、线圈以自身的直径为轴转动,轴与磁场方向垂直2、有两个线圈,线圈1对线圈2的互感系数为21M ,而线圈2对线圈1的互感系数为12M .若它们分别流过1i 和2i 的变化电流且dt di dt di 21<,并设由2i 变化在线圈1中产生的互感电动势为12ε,由1i 变化在线圈1中产生的互感电动势为21ε,下述论断正确的是( D )A 、 12212112,εε==M MB 、 12212112,εε≠≠M MC 、 12212112,εε>=M MD 、 12212112,εε<=M M3、对于位移电流,下列四种说法中哪一种说法是正确的 ( A )A 、位移电流的实质是变化的电场B 、位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷C 、位移电流服从传导电流遵循的所有规律D 、位移电流的磁效应不服从安培环路定理4、下列概念正确的是 ( B )。
九年级物理电磁感应练习题及答案
九年级物理电磁感应练习题及答案第一部分:选择题1. 电磁感应的基本原理是什么?a) 安培定律b) 欧姆定律c) 法拉第电磁感应定律d) 阿伦尼乌斯定律答案:c) 法拉第电磁感应定律2. 以下哪个参数会影响感应电动势的大小?a) 线圈的长度b) 线圈的电阻c) 磁场的强度d) 电流的方向答案:c) 磁场的强度3. 当一个导体在磁场中以速度v运动时,感应电动势的大小与以下哪个参数成正比?a) 磁场的强度b) 导体的电阻c) 导体的长度d) 运动速度答案:a) 磁场的强度4. 一个线圈被放置在一个变化的磁场中,当磁场的变化率增大,线圈中感应电流的大小会发生什么变化?a) 增大b) 减小c) 不变d) 难以确定答案:a) 增大5. 以下哪个装置利用了电磁感应的原理?a) 电风扇b) 电视机c) 汽车发动机d) 手电筒答案:b) 电视机第二部分:填空题1. 根据法拉第电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,感应电动势的大小与磁场的变化率成(正/负)比。
答案:正2. 当一个导体在磁场中以速度v运动,线圈中感应电动势的大小可以表示为E = B * l * v,其中E代表感应电动势,B代表磁场的强度,l 代表线圈的(长度/阻抗)。
答案:长度3. 在一个导体中形成感应电流的两种方式分别是(静电感应/动态感应)和(动态感应/静电感应)。
答案:静电感应、动态感应4. 当一个导体在磁场中运动时,感应电流的方向可以由(法拉第/楞次)定律确定。
答案:楞次5. 在一个线圈中,当感应电流的方向与磁场的方向相同,称为(同极性/异极性)。
答案:同极性第三部分:解答题1. 请解释法拉第电磁感应定律的含义及公式的意义。
答案:法拉第电磁感应定律是指当一个导体被放置在一个变化的磁场中,线圈两端将产生感应电动势。
根据该定律,感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
公式E = B * l * v中,E代表感应电动势,B 代表磁场的强度,l代表线圈的长度,v代表运动速度。
2014最新《电磁感应。复合场》经典练习题(含答案) Word 文档 (2)
电磁感应 复合场经典习题1.如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域.当磁场的磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为ε,则a 、b 两点间的电势差为( ABD) (A)12ε (B)13ε (C)23ε (D)ε2.如图所示,匀强磁场中放置有固定的abc 金属框架,导体棒ef 在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略不计.那么在ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是( C )(A)ef 棒所受的拉力 (B)电路中的磁通量(C)电路中的感应电流 (D)电路中的感应电动势3.如图所示,匀强磁场B=0.1T ,金属棒AB 长0.4m ,与框架宽度相同,电阻为R=1/3Ω,框架电阻不计,电阻R1=2Ω,R2=1Ω当金属棒以5m/s 的速度匀速向左运动时,求:(1)流过金属棒的感应电流多大?(2)若图中电容器C 为0.3μF ,则充电量多少?(1)0.2A ,(2)4×10-8C解:(1)金属棒AB 以5m/s 的速度匀速向左运动时,切割磁感线,产生的感应电动势为Blv E =,得V V E 2.054.01.0=⨯⨯=,由串并联知识可得Ω=32外R ,Ω=1总R , 所以电流 A I 2.0= (2)电容器C 并联在外电路上,V U 34.0=外 由公式 C CU Q 34.0103.06⨯⨯==-C 8104-⨯=4.如图100-3所示,U 形导线框MNQP 水平放置在磁感应强度B =0.2T 的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN 和PQ 足够长,间距为0.5m ,横跨在导线框上的导体棒ab 的电阻r =1.0Ω,接在NQ 间的电阻R =4.OΩ,电压表为理想电表,其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s 向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦.(1)通过电阻R 的电流方向如何?(2)电压表的示数为多少?(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动1.0m 的过程中,通过导体棒的电荷量为多少?解:(1)由右手定则可判断,导体棒中的电流方向为b→a ,则通过电阻R 的电流方向为N→Q(2)由感应电动势的公式,得 E=Blv ①设电路中的电流为I ,由闭合电路欧姆定律,得②又电压表的示数等于电阻R 两端的电压值,则有 U=IR ③综合①②③式,得④代入数值,得 U=0.16V ⑤(3)撤去水平外力后,导体棒将在安培力的作用下,做减速运动.设在导体棒运动x=1.0m 的过程中,导体棒中产生的感应电动势的平均值为E’由法拉第电磁感应定律,得⑥由闭合电路欧姆定律,得⑦设通过导体棒的电荷量为Q ,则有 Q = I △t ⑧ 综合⑥、⑦、⑧式,得⑨ 代入数值,得 Q=2.0×10-2C ⑩答案:通过电阻R 的电流方向为N→Q 0.16V c 2100.2-⨯5..如图所示,在竖直面内有两平行金属导轨AB 、CD 。
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1 电磁感应练习题 一、单选择试题 1、如图1所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的两平行直导线位于同一平面内,而且矩形线圈处在两导线的中央,则( ) A.两电流同向时,穿过线圈的磁通量为零 B.两电流反向时,穿过线圈的磁通量为零 C.两电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等 D.因两电流产生的磁场是不均匀的,因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 2、如图2,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB
正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C.FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 3、如图3a所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M'N'的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的规律,在图3b中,正确的是( )
图1
N` M` M N v B
Q
P
(a)
(b) 图3
A B
S
N
图2 2
4、用均匀导线做成的单匝正方形线框,每边长为0.2米,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图4所示,当磁场以每秒10T的变化率增强时, 线框中点a、b两点电势差是( ) A.Uab=0.1V B.Uab=-0.1V C.Uab=0.2V D.Uab=-0.2V 5、穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图5所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( ) A.0~2s B.2~4s C.4~5s D.5~10s 二、双项选择试题 6、如图6所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( ) A.a先变亮,然后逐渐变暗 B.b先变亮,然后逐渐变暗 C.c先变亮,然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗 7、两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图7所示.除电阻R 外其余电阻不计,现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则 ( ) A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为
RvLBF22
D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 8、边长为L的正方形金属框在水平恒力F的作用下,穿过如图8所示的有界匀强磁场,磁场宽度为d(d>L),已知ab边进入磁场时,线框的加速度为零,线框进入磁场过程和从
b a 图4
F b a L
L d B
图8
图5 R B a b F r 图7
图6 3
磁场另一侧穿出过程相比较,则( ) A.产生的感应电流方向相反 B.所受安培力方向相反 C.转化的电能相等 D.产生的焦耳热不等 9、如图9所示,光滑固定导轨MN、PQ水平放置,两根导体棒ba、
平行放于导轨上,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( ) A.导体棒ba、将相互靠拢 B.导体棒ba、将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 10、半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图10(a)所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图10(b)所示.在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q的静止微粒,则以下说法正确的是( ) A. 第2秒内上极板为正极 B. 第3秒内上极板为负极 C. 第2秒末微粒回到了原来位置 D. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.12/rd 11、一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空( ) A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势 三、非选择题(解答题必须写出必要文字说明.方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不给分,有数值计算的,答案中必须写出明确数值和单位) 12、(1)在探究磁场产生电流的条件,做了下面实验(如图11所示),填写观察到现象.
q
d r
(a) B/T
t/s O 1 2
3 4
0.1
图10
- +
A C a b
P
S
图11
b P a Q
N M
图9 4 (2)以上的实验表明:当穿过闭合电路的_____________发生变化时,闭合电路中就会有电流产生. 13、如图12(a)所示的螺线管,横截面积为S.匝数为N.电阻为r,螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接,向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图12(b)所示.求0至t0时间内: (1)通过金属丝的感应电流大小和方向; (2)通过金属丝横截面的电量; (3)金属丝中感应电流产生的焦耳热量.
14、如图13(a)所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略不计.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦. (1)由b向a方向看到的装置如图13(b)所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图; (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v 时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小; (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
操作事项 电流表的指针(偏转或不偏转) (1)断开开关,移动变阻器滑片 (2)接通开关瞬间 (3)接通开关,移动变阻器滑片 (4)接通开关,变阻器滑片不移动 (5)断开开关瞬间
(a) (b)
图12
N B R
M
a
b θ
Q
L P
(a) (b)
B b
θ
图13 5
电磁感应练习题参考答案 1.A 解析:因为两个导线中的电流方向大小相等,方向相反,故电流在两导线所夹区域产生的磁场强弱一样,但是磁场的 方向相反,故两导线所夹区域的磁通量始终为零. 2..D解析:条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后减小.当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势,当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势.综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右. 3.A 解析:在导线开始运动的一段距离内,没有切割,没有电动势,最后一段也没有切割,没有电动势.导线做匀速直线运动切割磁感线时,由E=BLv可知,E不变.故选项A正确. 4.B解析:在电路中,产生电动势的部分相当于电源,该部分的电阻是电源内阻,流过内阻的电流方向是从低电势向高电势. 5.D解析:对于法拉第电磁感应定律,t图像中,图像的斜率大小和感应电动势的大小成正比(图像的斜率正负表示感应电动势的方向),由该图像可以知道,在5-10s内,线圈中的感应电动势最小. 6、AD解析:电键K闭合时,三个灯泡的电流相同,电感L1上的电流是电感L2上电流的两倍,断开电键K的瞬间,电感上的电流i突然减小,三个灯泡均处于回路中,故b、c灯泡由电流i逐渐减小,B、C均错,D对;原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上,故灯泡a先变亮,然后逐渐变暗,A对. 7. CD解析:在导体棒ab开始运动时,由右手定则可知,其切割磁感线产生的感应电流方向为bacda,根据左手定则可知,导体棒ab所受到的安培力与其速度方向相反,故A、B都是错误的选项,对于ab和cd构成的系统,安培力是系统的内力,安培力让cd棒加速,让ab棒减速,根据动量守恒知识可以确定选项C是正确的,再根据能量守恒的知识可知,ab和cd棒构成的系统减少的动能,等于两个棒生成的焦耳热,故C、D是正确的选项. 8.AD 解析:正方形金属框进入磁场和离开磁场的过程中,由右手定则可知,金属框中产生的感应电流方向相反,由左手定则可知,金属框受到的安培力方向相同,故选项A正确,B错误;金属框进入磁场的速度设为v,因为其全部进入磁场后,没有感应电流产生,故金属框有一段加速过程,所以,其离开磁场时的速度vv,故进入磁场和离开磁场过程相比,其转化的电能和产生的焦耳热不等,选项D正确。 9. AD解析 方法一: 以N极向下为例 b P
a Q
N M
图8-1-1