完整版法拉第电磁感应定律题型分类讲解.docx
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完整版法拉第电磁感应定律题型分类讲解
法拉第电磁感觉定律
一、图像问题
1.感生电动势
(1)穿过某闭合回路的磁通量φ随时间t变化的图象分别如图①~④所示,以下说法正确的选项是()
A.图①有感觉电动势,且大小恒定不变
B.图②产生的感觉电动势向来在变大
C.图③在0~t1时间内的感觉电动势是t1~t2时间内感觉电动势的2倍D.图④产生的感觉电动势先变大再变小
(2)在竖直方向的匀强磁场中,水平搁置一个面积不变的单匝金属圆线圈,规定
线圈中感觉电流的正方向如图甲所示,取线圈中磁场B的方向向上为正,当
磁场中的磁感觉强度B随时间t如图乙变化时,以下四图中正确表示线圈中感觉电流变化的是()
(3)图甲表示圆形导线框固定在磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,
取磁场垂直纸面向外为正方向,磁感觉强度B随时间变化的规律如图乙所示,若规定逆时针方向为感觉电流i的正方向,图丙中能正确反响导线框中感觉
电流变化的状况是()
(4)一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平
面(纸面)向里如左图所示,磁感觉强度B随t的变化规律如右图所示。
以I表示线圈中的感觉电流,以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的I-t图中正确的选项是()
(5)如图,一个固定不动的闭合线圈处于垂直纸面的匀强磁场中,设垂直纸面向
里为磁感觉强度的正方向,线圈中箭头方向为电流i的正方向,已知线圈中
感觉电流如图,则磁感觉强度随时间变化的图像是()
(6)矩形导轨线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线圈平面垂直,
磁感觉强度B随时间t变化的图象如下图,设t=0时辰,磁感觉强度的方向垂直纸面向里,则在0~4s时间内,以下图中能正确反应线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力向左为正)()
2.动生电动势
(1)向来升机螺旋桨叶片的长度为L,螺旋奖转动的频次为f,顺着地磁
铁方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动,螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如下图,假如忽视A到转轴中心的距离,用E表示每片叶中的感觉电动势,则()
(2)粗细平均的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于
线框平面,其界限与正方形线框的边平行。
现使线框以图中所示的速度沿四个
不一样方向平移出磁场,如下图,则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是()
(3)如图,平均磁场中有一由半圆弧及其直径组成的导线框,半圆直径与磁场
边沿重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感觉强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感觉电流。
现使线框保持图中所示地点,磁感觉强度
大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中相同大小的电流,
磁感觉强度随时间的变化率的大小应为()
(4)如下图,一宽40cm的匀强磁场地区,磁场方向垂直纸面向里。
一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场界限的恒定速度v=20cm/s
经过磁场地区,在运动过程中,线框有一边一直与磁场地区的界限平行。
取它刚进入磁场的时辰t=0,在以下图线中,正确反应感觉电流强度随时
间变化规律的是()
(5)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。
t=0时辰,ab边与磁场地区界限重合(如图)。
现令线圈以恒定的速度v沿
垂直于磁场地区界限的方向穿过磁场地区。
取沿a→d→c→b→a的感觉电
流为正,则在线圈穿越磁场地区的过程中,感觉电流I随时间t变化的图线
可能是()
(7)如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场地区,其直角边长为L,磁
场方向垂直纸面向外,磁感觉强度大小为B.一边长为L、总电阻为R的正方
形导线框abcd,从图示地点开始沿X轴正方向以速度v匀速穿过磁场地区.取
沿a→b→c→d的感觉电流为正,则图乙中表示线框中电流i随x边的地点坐标
X变化的图象正确的选项是()
(8)如下图,EFGH为边长为L的正方形金属线框,线框对角线EG和y轴重合、极点E位于坐标原点O处。
在y轴右边的第I象限必定范围内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场下界限与x轴重合,上界限为直线0A且与线框的EH边重合。
从t=0时辰起,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上界限0A的方向穿过磁场地区。
取线框中感觉电流沿逆时针方向为正,则在线圈穿越磁场地区的过程中,
感觉电流i随时间/变化的图线是图乙中的()
(9)如下图,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感觉强度的
大小均为B,以磁场区左界限为y轴成立坐标系,磁场区在y轴方向足够长,在x
轴方向宽度均为a.矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合,AD边长为a.线框从图示地点水平向右匀速穿过两磁场地区,且线框平面一直保持与磁场垂直.线框中
感觉电流i与线框挪动距离x的关系图象正确的选项是以下图中的(以逆时针方向为电流的正向)()
(10)如下图,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为
l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰幸亏同向来线上。
从t=0开始,使导线框从图示地点开始以恒定速度沿对
角线方向挪动进入磁场,直到整个导线框走开磁场地区。
用I表示导线框中的感觉电流(逆时针方向为正),则以下表示I-t关系的图线中,正确的选项是()
(11)如图,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反,磁感觉强度的大小均为B,磁场地区的
宽度均为2a,一个直径为2a的导线圆环从图示地点沿x轴正方向匀速穿过两磁场地区,
以逆时针方向为电流的正方向,则感觉电流I与导线圆环挪动距离x的关系图像正确
的是()
二、与电路联合
1.感生电动势
(1)如下图,两个互连的金属圆球,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地区.当磁感觉强度随时间平均变化时,在粗环内产生的感觉电动势为ε,则a、b两点间的电势差为().
(2)如图a所示,截面积S=2,n=100匝的圆形线圈A处在磁场中,磁
场方向与线圈平面垂直,磁感觉强度B随时间t变化的图象如图b所示,
t=0时辰,电键K闭合。
已知R1=4,滑动变阻器R2的最大电阻为6,
线圈内阻不计,在滑动片挪动的过程中,线圈A中的感觉电流的最大值为A,滑动变阻器R2的最大功率为()W。
(3)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2.螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感觉强度B按如图乙所示的规律变化.
(1)求螺线管中产生的感觉电动势;
(2)闭合S,电路中的电流稳固后,求电阻R1的电功率;
(3)S断开后,求流经R2的电量.
(4)如下图,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1
连结成闭合回路,线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形地区内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感觉强度B随时间t变化的关系图线如
图所示,图线与横、纵轴的截距分别为
t0和B0,导线的电阻不计,求
0至t1
时间内
(1)经过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)经过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.
2.动生电动势
(1)如下图,圆滑平行导轨MN、PQ相距L=0.2m,导轨左端用导线接有“0.8V0.8W”的小灯泡,磁感觉强度B=1T的匀强磁场垂直于轨道平面,今使一导体棒与导
轨优秀接触向右滑动产生电动势向小灯泡供电,小灯泡正常发光,导轨与导体棒每米长度的电阻r=0.5Ω,其他导线电阻不计.
(1)求导体棒的最小速度v0;
(2)写出导体棒速度v与它到左端MP的距离x的关系式.
三、与受力联合
1、感生电动势
(1)质量为M、电阻为R、长为L的细金属丝折成一个等边三角形ABC,如下图。
在A处焊接且用细线挂于O点,垂直于ABC加一个垂直纸面向里平均变化的磁场,当磁感觉强度按规律B=kt(k为常数)加强而且正好增大为B0时,细线上的拉力是_______,BC边遇到的磁场力是_________。
(2)如下图,边长为L、匝数为的正方形金属线框,它的质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边沿。
金属框的上半部处于磁场内,下半部处于
磁场外,磁场随时间的变化规律为B=B。
+kt.(k>0)已知细线所能蒙受的最大拉力为2mg,则从t=0开始(最先绳索的拉力小于2mg),经过S(时间)细线会被拉断。
2、感生电动势
*紧张刺激的动生电动势与受力来啦!
提起精神啦!
~吼吼吼吼~
(1)单杆
1)如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直搁置,导轨间距离为L,电阻不计。
在导轨上端接一个额定功率为P、电阻为R的小灯泡。
整系统统置于匀强磁场中,
磁感觉强度方向与导轨所在平面垂直。
现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示地点由静止开始开释。
金属棒着落过程中保持水平,且与导轨接触优秀。
着落过程中小灯泡亮度渐渐增大,在某时辰后小灯泡保持正常发光,亮度不再变化。
重力加快度为g。
求:
(1)小灯泡正常发光时,金属杆MN两头的电压大小;
(2)磁感觉强度的大小;
(3)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
2)如下图,一对平行圆滑轨道水平搁置,轨道间距L=0.20m,电阻R=10,有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽视不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感觉强
度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加快运动,加快度a=1m/s2,试求:
(1)力F与时间t的关系。
(2)F=3N时,电路耗费的电功率P。
(3)若外力F的最大值为5N,为求金属棒运动所能达到的最大速度,某同学解法为:
先由
(1)中的结果求出F=5N时的时间t,而后辈入v=at求解。
指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
3)如下图,矩形导线框abcd,质量为m=0.2kg,电阻r=,边长L1=
1.0cm,L2=0.8cm。
在其下方距cd边h=0.8cm处有一个仅有水平上界限PQ
的匀强磁场,磁感觉强度为B=0.8T,方向垂直纸面向里。
此刻使线框从静止
开始着落进入磁场,且线框一直处于平动状态,在ab边进入磁场前的某一时辰,
线框开始匀速运动,整个过程中,一直存在着大小恒定的空气阻力f=0.4N。
(1)定性描绘线框在磁场外,部分进入磁场及所有进入磁场后,线框的运动情
(2)求整个线框进入磁场时的刹时速度;
(3)求整个线框从开始着落到所有进入磁场的过程中产生的焦耳热Q。
4)如下图,质量为M=2kg的金属导轨abcd放在圆滑的水平绝缘平面上,导轨bc段长为l=、电阻为r=Ω,导轨其他部分电阻不计。
一根质量为m
=、电阻为R=Ω的金属棒PQ平行于bc搁置,棒与导轨间的动摩擦因数为=,棒的左端有两个绝缘立柱e、f。
导轨处在大小为B=0.8T的匀强磁场中,以ef为界,其左端磁场方向竖直向上,右端磁场水平向右。
此刻
导轨上作用一个方向水平向左的拉力,使导轨又以a=2的加快度由静止
开始运动,当P、Q中电流达到I=4A时,导轨改做匀速直线运动。
若导轨足够长,求:
(1)导轨运动后,比较P、Q两点电势的高低;
(2)导轨做匀速运动时,水平拉力的大小;
(3)导轨做匀加快运动的过程中,水平拉力的最小值;
(4)当导体棒上耗费的功率为0.8W时,水平拉力的功率。
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