法拉第电磁感应定律综合练题1.docx
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法拉第电磁感应定律综合练题1
法拉第电磁感应定律练习题
(一)
1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是 ()ﻫA.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大ﻫB.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大ﻫC.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大ﻫD.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
2.一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直.若想使线圈中的感应电流增强一倍,下述方法可行的是( )
A.使线圈匝数增加一倍
B.使线圈面积增加一倍
C.使线圈匝数减少一半
D.使磁感应强度的变化率增大一倍
3.如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是
4、穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()
A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变ﻫB.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大ﻫC.图丙中回路在0~t1时间内产生的感应电动势大于在t1~t2时间内产生的感应电动势
D.图丁中回路产生的感应电动势先变小再变大ﻫ
5.在磁感应强度为B,方向如图10所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E2,则E1与E 2之比及通过电阻R的感应电流方向为:
(A)2:
1,b→a (B)1:
2,b→aﻫ(C)2:
1,a→b (D)1:
2,a→b
6.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是()
A.0~2s B.2~4s C.4~6s D.6~10s
7.如图12-1所示,平行导轨间距为d,一端跨接一个电阻为R,匀强磁场的磁感强度为B,方向与导轨所在平面垂直。
一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。
当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,通过电阻R的电流强度是ﻩ(D)
A.
ﻩB.
C.
D.
8.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动。
金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面,则下列判断中正确的是:
(BC )
A.线框摆动到左侧的最高点与右侧静止释放点的高度可能相同
B.线框从右向左摆动的过程中,始终受到向右的力的作用
C.线框从右向左摆动的过程中,顺着磁场方向看,感应电流方向先顺时针方向,后逆时针方向
D.线框从右向左摆动的过程中,顺着磁场方向看,感应电流方向始终是顺时针方向
9.如图甲所示,两个闭合圆形线圈A、B圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以如图乙所示的变化电流,t=0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是(B )
A.线圈A内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈A内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈A内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈A内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
10 如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( )
A.越来越大
B.越来越小
C.保持不变
D.无法判断
11、如图1中,长为L的金属杆在外力作用下,在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动,如果速度v不变,而将磁感强度由B增为2B。
除电阻R外,其它电阻不计。
那么:
()
A、作用力将增为4倍
B、作用力将增为2倍
C、感应电动势将增为2倍
D、感应电流的热功率将增为4倍
12、如图2所示,固定于水平绝缘平面上的粗糙平行金属导轨,垂直于导轨平面有一匀强磁场。
质量为m的金属棒cd垂直放在导轨上,除电阻R和金属棒cd的电阻r外,其余电阻不计;现用水平恒力F作用于金属棒cd上,由静止开始运动的过程中,下列说法正确的是:
( )
A、水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B、只有在cd棒做匀速运动时,F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C、无论cd棒做何种运动,它克服安培力所做的功一定等于电路中产生的电能
D、R两端的电压始终等于cd棒中的感应电动势的值
13.如图所示,两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度
则()
A.如果B增大,
将变大B.如果α变大,
将变大
C.如果R变大,
将变大 D.如果m变小,
将变大
14、一个面积S=4×10-2m2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是
A、在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
B、在开始的2s内穿过线圈的磁通量变化率等于-0.08 Wb/s
C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于0.16V
D、在第3s末线圈中的感应电动势等于零
15.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁场边界竖直,宽度为2L,abcd是用金属丝做成的边长为L的正方形闭合线框,cd边与磁场边界重合,线框由图示位置起以水平速度v匀速穿过磁场区域.在这个过程中,关于出两点间的电压Uab随时间变化的图像正确( )
15.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。
在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。
下列判断
正确的是
A Ua<Ub<Uc B Ua<Ub C Ua=Ub<Uc=Ud D Ub<Ua<Ud<Uc 17.如图,两个相连的金属圆环,粗金属圆环的电阻为细金属圆环电阻的一半。 磁场垂直穿过粗金属环所在的区域,当磁感应随时间均匀变化时,在粗环里产生的感应电动势为E,则ab两点间的电势差为( ) A.E/2 B.E/3 C.2E/3 D.E 18、粗细均匀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,其边界与正方 形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是 19.如图所示,足够长的光滑U形导轨宽度为L,其所在平面与水平面的夹角为α,上端连接一个阻值为R的电阻.匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.今有一质量为m、有效电阻r的金属杆沿框架由静止下滑,设磁场区域无限大,当金属杆下滑达到最大速度vm时,运动的位移为x,则() A.金属杆下滑的最大速度vm= B.在此过程中电阻R产生的焦耳热为(mgxsinα- mv ) C.在此过程中电阻R产生的焦耳热为(mgxsinα-mv) D.在此过程中流过电阻R的电荷量为 法拉第电磁感应定律练习题 (二) 1.如图所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,线框经过时间t顺时针转过90°到如图所示的虚线位置。 试求: ⑴初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2;⑵时间t内线框产生的平均感应电动势是多大? ⑶在时间t内通过线圈某一截面的电荷量q. 2.如图17所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计 ,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求: 11.如图是发拉第圆盘发电机的示意图: 铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。 使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。 已知圆盘的半径为r,其转动的角速度为ω,磁场的磁感应强度的大小为B,当圆盘如图示方向转动时,通过R的电流方向为自上而下。 ⑴请在图中标出磁感应强度B的方向。 ⑵计算通过电阻R的电流大小(圆盘的电阻不计) 图17 (1)ab棒中感应电动势的大小; (2)回路中感应电流的大小; (3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小. 3.如图所示,固定于水平面上的金属架(电阻不计)CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,框架的左端接有一电阻R,金属棒MN(电阻为r)沿框架以速度V向右做匀速运动。 t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。 求: ⑴M、N两点哪点的电势高? ⑵此时通过电阻R的电流。 ⑶从t=0开始,金属棒MN作加速度为a的匀加速运动,为使通过电阻R的电流为零,磁感应强度B应怎样随时间t变化? 请推导这种情况下B与t的关系式。 4、如图10所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1 线圈外接一个阻值R=4 的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示;求: (1)、前4S内的感应电动势及电阻R产生的焦耳热 (2)、前5S内的感应电动势及电阻R产生的焦耳热 5、在磁感强度B=5T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,一端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动,如图13所示,试求: (1)电键S闭合前、后电压表的示数; (2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率. 6如图所示,在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道,轨道间距L=0.40m,轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。 将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路,导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω,回路中其余电阻不计。 整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,B的方向与轨道平面垂直。 导线ab在水平向右的拉力F作用下,沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动,求: (1)5s末的感应电动势大小; (2)5s末通过R电流的大小和方向; (3)5s末,作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。 7、如图14所示,电阻为R的矩形线圈abcd,边长ab=L,bc=h,质量为m。 该线圈自某一高度自由落下,通过一水平方向的匀强磁场, 磁场区域的宽度为h,磁感应强度为B。 若线圈恰好以恒定速度通过磁场,则线圈全部通过磁场所用的时间为多少? 8.竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m,电阻不计,置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中,磁场垂直于导轨平面,如图16所示,质量为10g,电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后,紧贴导轨下滑(始终能处于水平位置)。 问: (1)到通过PQ的电量达到0.2c时,PQ下落了多大高度? (2)若此时PQ正好到达最大速度,此速度多大? (3)以上过程产生了多少热量? 法拉第电磁感应定律练习题(三) 1、横截面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内,磁感应强度随时间变化规律为B=2+0.02 t.开始时S未闭合,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,线圈内阻不计,求: (1)闭合S后,通过R2的电流的大小; (2)闭合S后一段时间又断开,问S断开后通过R2的电荷量是多少? 2.如图所示位于竖直平面的正方形平面导线框abcd,边长为L=10cm,线框质量为m=0.1kg,电阻为R=0.5Ω,其下方有一匀强磁场区域,该区域上、下两边界间的距离为H( H>L),磁场的磁感应强度为B=5T,方向与线框平面垂直。 今线框从距磁场上边界h=30cm处自由下落,已知线框的dc边进入磁场后,ab 边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场下边界的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功是多少? (g=10m/s2) 3.如图甲所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。 在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。 测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示,在金属线框被拉出的过程中。 ⑴ 求通过线框导线截面的电量及线框的电阻; ⑵ 写出水平力F随时间变化的表达式; ⑶已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少? 4.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。 阻值r=0.5Ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热 。 (取 )求: (1)金属棒在此过程中克服安培力的功 ; (2)金属棒下滑速度 时的加速度 . (3) 为求金属棒下滑的最大速度 ,有同学解答如下: 由动能定理 ……。 由此所得结果是否正确? 若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。 5 如图15所示,MN、PQ为足够长的平行金属导轨,间距L=0.50m,导轨平面与水平面间夹角θ=370,N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T。 将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计。 现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好。 已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cd与ab之间的距离s=2.0m。 已知g=10m/s2,sin370=0.60,cos370=0.80。 求: (1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小; (2)金属棒达到cd处的速度大小; (3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量。 6、如图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内.一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计.导体棒与圆形导轨接触良好.求: (1)、在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值; (2)、MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量; (3)、当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多大? 7如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场。 螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为 两导轨间距为L。 导轨电阻忽略不计。 导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。 金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。 已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。 忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。 (1)为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向; (2)当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率 ﻫ
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