法拉第电磁感应定律基础及提高题目练习.docx
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法拉第电磁感应定律基础及提高题目练习
基础夯实
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加2 Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势每秒增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒减小2V
C.线圈中的感应电动势始终为2 V
D.线圈中不产生感应电动势
答案:
C
解析:
由法拉第电磁感应定律E=n
=2V,所以线圈中感应电动势始终为2V,C项正确.
2.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()
A.乙和丁 B.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁ﻩD.只有乙
答案:
B
3.如图所示,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,设在整个过程中棒始终平动且不计空气阻力,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ﻩﻩﻩB.越来越小
C.保持不变 ﻩﻩD.无法判断
答案:
C
解析:
金属棒水平抛出后,在垂直于磁场方向上的速度不变,由E=BLv知,电动势也不变,故C正确.
4.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系,如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是()
A.0~2sﻩﻩﻩB.2s~4s
C.4s~5sﻩﻩﻩD.5s~10s
答案:
D
解析:
图象斜率越小,表明磁通量的变化率越小,感应电动势也就越小.
5.如图所示,金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中,导体棒与框架接触良好且无摩擦,现用力F拉导体棒向右做匀加速运动,则力F的变化规律为图象中的( )
答案:
B
解析:
∵F=ma+v=ma+
t
∴B选项正确.
6.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为( )
A.
ﻩB.
C.0ﻩﻩﻩD.
答案:
B
解析:
通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关,与时间等其他量无关,因此,ΔΦ=Bπr2-2×Bπ2=Bπr2,电荷量q=
=.
7.如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为θ,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B.导体棒ab的质量为m,电阻不计,垂直放在导轨上并由静止释放,重力加速度为g.求:
(1)导体棒ab下滑的最大速度;
(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率.
答案:
(1)
(2)P=
解析:
(1)mgsinθ=BIL=得vm=
.
(2)P=F·vm=mgsinθ·vm=
.
能力提升
1.如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为l,左端与一电阻R相连.导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab垂直于两导轨放置,电阻为r,与导轨间无摩擦.现对杆ab施加向右的拉力,使杆ab向右以速度v匀速运动,则( )
A.金属杆中的电流由a到b
B.金属杆a端的电势高于b端的电势
C.拉力F=
D.R上消耗的功率P=(
)2R
答案:
BD
解析:
由右手定则判定电流方向由b→a,a端电势高于b端,A错B对;F=BIl=
C错;P=I2R=(
)2R,D对.
2.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是( )
A.电压表有读数,电流表没有读数
B.电压表有读数,电流表也有读数
C.电压表无读数,电流表有读数
D.电压表无读数,电流表也无读数
答案:
D
解析:
以a、b、c、d四根导线围成的回路为研究对象,在两棒匀速运动时,回路没有磁通量变化,故Ⓐ、中没有电流产生,均无读数.
3.如图所示,O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在A点从静止状态释放,向右摆到最高点B.不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜环将做等幅摆动(等幅即摆动幅度相等)
答案:
B
解析:
铜环由A点向B点运动,在进入磁场和离开磁场的过程中,穿过铜环的磁通量发生变化,都要产生感应电流,则铜环中产生电能.铜环由A到B的过程中机械能减少,减少的机械能转化为电能,所以B点比A点低.
4.粗细均匀的电阻丝围成的正方形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,如下图所示,则在移出过程中线框的一边ab两点间电势差绝对值最大的是()
答案:
B
解析:
上述四个图中,切割边所产生的电动势大小均相等(E),回路电阻均为4r(每边电阻为r),则电路中的电流亦相等,即I=
,只有B图中,ab为电源,故Uab=I·3r=E.其他情况下,Uab=I·r=E,故B选项正确.
5.如图甲,100匝的线圈,横截面积是0.1m2,线圈两端A、B与一个理想电压表相连.线圈中有垂直纸面向里的磁场,磁场的磁感应强度按图乙规律变化,则( )
A.电压表的示数是2V
B.电压表的示数是2.5V
C.A点电势高于B点
D.B点电势高于A点
答案:
AC
解析:
E=n
=n
·S=2V
由楞次定律可判A点电势高于B点,综上所述AC正确.
6.如图所示,矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad=5×10-2m,ab=20×10-2m,匀强磁场的磁感应强度B=2T,R1=R3=1Ω,R2=R4=3Ω.求:
(1)平均感应电动势;
(2)转落时,通过各电阻的平均电流.(线圈的电阻忽略不计)
答案:
(1)1V(2)0.25A
解析:
线圈由位置Ⅰ转落至位置Ⅱ的过程中,穿过线圈的磁通量Φ发生变化,即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源,线圈内部为内电路,线圈外部为外电路,然后根据闭合电路欧姆定律求解.
(1)设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ1,线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有
Φ1=BSsin30°=1×10-2Wb,Φ2=2×10-2Wb,
所以ΔΦ=Φ2-Φ1=1×10-2Wb.
根据电磁感应定律可得E==V=1V.
(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻
R==
Ω=2Ω.
根据闭合电路欧姆定律得总电流
I=
=
A=0.5A.
通过各电阻的电流I′=0.25A.
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加2Wb,则 ( )
A.线圈中的感应电动势每秒增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒减小2V
C.线圈中的感应电动势始终为2V
D.线圈中不产生感应电动势
2.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()
A.乙和丁 ﻩB.甲、乙、丁
C.甲、乙、丙、丁D.只有乙
3.如图所示,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,设在整个过程中棒始终平动且不计空气阻力,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 ﻩﻩB.越来越小
C.保持不变ﻩﻩD.无法判断
4.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系,如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是()
A.0~2sﻩﻩB.2s~4s
C.4s~5sﻩﻩD.5s~10s
5.如图所示,金属框架处于与框架垂直的匀强磁场中,导体棒与框架接触良好且无摩擦,现用力F拉导体棒向右做匀加速运动,则力F的变化规律为图象中的( )
6.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为( )
A.ﻩﻩﻩﻩB.
C.0 ﻩﻩﻩﻩD.
7.如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为θ,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B.导体棒ab的质量为m,电阻不计,垂直放在导轨上并由静止释放,重力加速度为g.求:
(1)导体棒ab下滑的最大速度;
(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率.
1.如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为l,左端与一电阻R相连.导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab垂直于两导轨放置,电阻为r,与导轨间无摩擦.现对杆ab施加向右的拉力,使杆ab向右以速度v匀速运动,则()
A.金属杆中的电流由a到b
B.金属杆a端的电势高于b端的电势
C.拉力F=
D.R上消耗的功率P=(
)2R
2.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是( )
A.电压表有读数,电流表没有读数
B.电压表有读数,电流表也有读数
C.电压表无读数,电流表有读数
D.电压表无读数,电流表也无读数
3.如图所示,O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在A点从静止状态释放,向右摆到最高点B.不考虑空气阻力,下列说法中正确的是()
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜环将做等幅摆动(等幅即摆动幅度相等)
4.粗细均匀的电阻丝围成的正方形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,如下图所示,则在移出过程中线框的一边ab两点间电势差绝对值最大的是()
5.如图甲,100匝的线圈,横截面积是0.1m2,线圈两端A、B与一个理想电压表相连.线圈中有垂直纸面向里的磁场,磁场的磁感应强度按图乙规律变化,则( )
A.电压表的示数是2V
B.电压表的示数是2.5V
C.A点电势高于B点
D.B点电势高于A点
6.如图所示,矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad=5×10-2m,ab=20×10-2m,匀强磁场的磁感应强度B=2T,R1=R3=1Ω,R2=R4=3Ω.求:
(1)平均感应电动势;
(2)转落时,通过各电阻的平均电流.(线圈的电阻忽略不计)
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- 法拉第 电磁感应 定律 基础 提高 题目 练习