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法拉第电磁感应定律典型计算题例题

23.如图所示,竖直向上的匀强磁场磁感应强度B0=0.5T,并且以0.1T/s 的速度在变化,水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力,宽为0.5m,在导 轨上搁一导体,电阻R0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为 M=2kg的重物,电阻R=0.4Ω,则经过多少时间能吊起重物?(L=0.8m)
24.水平面光滑,金属环r=10cm、R=1Ω、m=1kg,v= 10m/s向右匀速滑向有界磁场,匀强磁场B=0.5T;从环
5.如图所示,电阻为R的金属棒,从图示位置分别以速率v1,v2沿电阻 不计的光滑轨道从ab匀速滑到a/b/处,若v1∶v2=1∶2,则在两次移动 过程中( ) A.回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2
B.回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2 C.回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2 D.金属棒产生的感应电动势E1:E2=1∶2 6.如图,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05s,第二次 用0.1s。试求:
R P M
a b d0 d O'B QNO1' O1 O
(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热; (3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况.
21.如图所示,电动机牵引一根原来静止的,长为L=1m、质量m=0.1kg的 导体MN,其电阻R=1Ω,导体棒架在处于磁感应强度B=1T,竖直放置的 框架上,当导体棒上升h=3.8m时获得稳定的速度,导体棒产生的热量为 12J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A,电动机 内阻r=1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2,求: (1)棒能达到的稳定速度. (2)棒从静止到达到稳定速度所需要的时间.
h
d
l 1 2 3 4 v0 v0
v
30. 如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2 相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒 的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为 μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为V时,受到安培力的大 小为F.此时 (A)电阻R1消耗的热功率为Fv/3. (B)电阻 R。消耗的热功率为 Fv/6. (C)整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ. (D)整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v·
29. 如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁 场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻 为R=0.020Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。 将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。 取g=10m/s2,求:⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘 穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的 最小值a。
始自由下落.它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速通过一个有理
想边界的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的热量为( )
h
h
A.mgh
B.2mgh
C.大于mgh,小于2mgh D.大于2mgh
19.如图所示, B=0.2T 与导轨垂直向上,导轨宽度L=1m,α=300, 电阻可忽略不计,导体棒ab质量为m=0.2kg,其电阻R=0.1Ω,跨放在
17.如图所示,在水平绝缘平面上固定足够长的平行光滑金属导轨(电
阻不计),导轨左端连接一个阻值为R的电阻,质量为m的金属棒(电阻
不计)放在导轨上,金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好.整个装置放
在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,在用水平恒力F把金属棒从
静止开始向右拉动的过程中,下列说法正确的是( )
v
R
a b r
变式1:其他条件不变,ab棒质量为m,开始静止,当受到一个向右恒 力F的作用,则: 问1:ab将如何运动? 问2:ab的最大速度是多少?
v R
a b r
问4:若ab向右运动位移为x时,速度达到最大值vm,这一过程中回路产 生的焦耳热为多少, ab 产生的焦耳热又为多少?
问5:在上述过程中,通过回路某一横截面的电量为多少?最大位移?
U形框架上,并能无摩擦的滑动,求: (1)导体下滑的最大速度vm。 (2)在最大速度vm时,ab上消耗的电功率Pm
300
B mg F FN
a b B
300
20.如图,竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间 接一个阻值为R的电阻,在两导轨间 OO1 O’O1’ 矩形区域内有垂直 导轨平面向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电阻 为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0.现使ab棒由 静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始 终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计),求: (1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
12.如图(甲)中,A是一边长为l的正方形导线框,电阻为R。今维持以
恒定的速度v沿x轴运动,穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿x
轴的方向为力的正方向,框在图示位置的时刻作为计时起点,则磁场对
线框的作用力F随时间t的变化图线为图(乙)中的(

13.一有界匀强磁场,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,在磁场区域的左侧相距为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。现使线框
场区,其平面始终一磁感线方向垂直,如图所示。
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的(i-t)图线。
(以顺时针方向电流为正)
(2)画出ab两端电压的U-t图线
a d b c v L B
15.如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路,螺线管下方水平 桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的磁场按下列哪一图示方式 变化时,导体环将受到向上的磁场力作用?
22.两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈 置于方向竖直向上的匀强磁场B中,如图43-A3所示,两板间有一质量为 m、带电量为+q的油滴恰好静止,则线圈中的磁场的变化情况和磁通量 的变化率是( ) A.正在增强,mgd/q B.正在减弱,mgd/q C.正在减弱,mgd/nq D.正在增强,mgd/nq
3.圆环水平、半径为a、总电阻为2R;磁场竖直向下、磁感强度为B;导 体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触; 当金属棒以恒定的速度v向右移动经过环心O时,求:(1)棒上电流的 大小和方向及棒两端的电压UMN
4.有一面积为S=100cm2的金属环,电阻R=0.1Ω,环中磁场变化规律如 下图所示,磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,通过金属环的电 荷量是多少?
1.粗细均习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( )
2.如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的 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E,则a、b两点间的电势差为( ) A.E/2 B E/3 C 2E/3 D E
用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改拉力的大小时,相对应的匀 速运动速度v也会改变,v和F的关系如图 (取重力加速度g=10m/s 2) (1)金属杆在匀速运动之前做作什么运动? (2)若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,磁感应强度B为多大? (3)由ν-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
0
t B
0
t B
0
t B
0
t B A B C D
a
d
c
b
16.如图所示,xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向外、向里 的匀强磁场,磁感应强度均为B,一个围成四分之一圆形的导体环oab, 其圆心在原点o,半径为R,开始时在第一象限。从t=0起绕o点以角速度 ω逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势E随时间t而变的函数图象 (以顺时针电动势为正)。
(1)两次线圈中的平均感应电动势之比? (2)两次线圈中电流之比? (3)两次通过线圈电荷量之比? (4)两次在R中产生热量之比?
7.矩形线圈从垂直于线圈平面的匀强磁场中匀速拉出,第一次速度
为v1,第二次速度为v2=2 v1,则两次拉力所做功之比为
;两次
拉力功率之比为
;两次通过线圈截面电量之比为
.
B v
刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环释放 了32J的热量,求:(1)此时圆环中电流的即时功率; (2)此时圆环运动的加速度。
25.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过 导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(见图),金属 杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定力F作
26.如图,边长为a的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转 动,磁感应强度为B,初始时刻线框所在的平面与磁感线垂直,经过t时 间转过1200角,求:(1)线框内感应电动势在时间t内的平均值。 (2)转过1200角时感应电动势的瞬时值。
27.如图所示,矩形线圈由100匝组成,ab边长L1=0.40m,ad边长 L2=0.20m,在B=0.1T的匀强磁场中,以两短边中点的连线为轴转动,转速 n′=50r/s求: (1)线圈从图(a)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多 大? (2)线圈从图(b)所示的位置起,转过180º的平均感应电动势为多 大?
A.恒力F与安培力做的功之和等于电路中产生的电能与金属棒获得的动
能和
B.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与电路中产生的电能之和
C.恒力F做的功一定等于克服安培力做的功与金属棒获得的动能之和
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