一、电磁感应现象的练习题
一、选择题:
1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是( C )
A.都会产生感应电流
B.都不会产生感应电流
C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流
D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流
2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是(BCD )
A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动
C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动
3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是(ABC )
A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流
B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流
C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流
D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是(CD )A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动
C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动
5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动
中能使线圈中产生感应电流的是(AB )
A.N极向外、S极向里绕O点转动
B.N极向里、S极向外,绕O点转动
C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动
D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动
6.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是(A )
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动
C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动
D.将电键突然断开的瞬间
7.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于(C )
A.d/v B.1/v C.(d-1)/v D.(d-2l)/v
8.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图7所示。
若圆环为弹性环,其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ,那么圆环内磁通量变化情况是(B )
A.磁通量增大B.磁通量减小
C.磁通量不变D.条件不足,无法确定
9.如图8所示,一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面,而且处在两导线的中央,则( A )
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
二、法拉第电磁感应定律练习题
一、选择题
1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是( D )
A.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
B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大
C.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
D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
2.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里
磁通量随时间变化的规律如图3所示(ABD )
A.线圈中O时刻感应电动势最大
B.线圈中D时刻感应电动势为零
C.线圈中D时刻感应电动势最大
D.线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V
3.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是(CD )A.将线圈匝数增加一倍
B.将线圈面积增加一倍
C.将线圈半径增加一倍
D.适当改变线圈的取向
4.如图4所示,圆环a和圆环b半径之比为2∶1,两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路,连接两圆环电阻不计,匀强磁场的磁感强度变化率恒定,则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下,M、N两点的电势差之比为( C )
A.4∶1B.1∶4 C.2∶1 D.1∶2
5.如图5所示,相距为l,在足够长度的两条光滑平行导轨上,平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd,导轨的电阻不计,磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下,开始时,ab和cd都处于静止状态,现ab杆
上作用一个水平方向的恒力F,下列说法中正确的是(BD )
A.cd向左运动
B.cd向右运动
C.ab和cd均先做变加速运动,后作匀速运动
D.ab和cd均先做交加速运动,后作匀加速运动
6.如图6所示,RQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN线与线框的边成45°角,E、F分别为PS和PQ的中点,关于线框中的感应电流( B )
A.当E点经过边界MN时,感应电流最大
B.当P点经过边界MN时,感应电流最大
C.当F点经过边界MN时,感应电流最大
D.当Q点经过边界MN时,感应电流最大
7.如图7所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,
匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行轨道所在平面。
一根长直金属棒与轨道成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时,其它电阻不计,电阻R中的电流强度为(A )
8.如图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁中,ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2。
若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是(B )三.计算题
1. 如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=0.2kg,电阻R=1Ω。
放在导轨上的金属棒a b,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直),当a b棒移动
2.8m时获得稳定速度,在此过程中,金属棒产生的热量为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2),求:
(1)a b棒的稳定速度;
(2)a b 棒从静止开始达到稳定速度所需时间.
【解析】
试题分析:(1)金属棒沿轨道向上运动过程中,受到重力、牵引力、安培力三个力的作用,当三力平
衡时,速度达到稳定,此时根据:P=Fv有
代入数据得:v=2m/s.
故金属棒达到稳定时速度是:v=2m/s.
(2)设金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间为t,根据动能定理,有:
Pt−mgssinθ−Q=mv2
代入数据解得:t=1.5s.
故金属棒从静止达到稳定速度时需的时间:t=1.5s.
考点:力的平衡及动能定理
2. 一个质量为m=0.5 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R=0.1 Ω的矩形线框,从h1=5 m的高度
由静止自由下落,如图10所示.然后进入匀强磁场,刚进入时由于磁场力的作用,线框刚好做匀速运动(磁场方向与线框平面垂直).
(1)、求磁场的磁感应强度B;
(2)、如果线框的下边通过磁场区域的时间t=0.15 s,求磁场区域的高度h2.
(1)线框进入磁场时的速度为v=
2gh1
=
2×10×5
m/s=10 m/s
产生的感应电动势为E=Bdv,
感应电流I=
Bdv
R
线框所受的安培力大小为F=BdI=
B2d2v
R
刚进入时线框刚好做匀速运动则有
mg=F=
B2d2v
R
得,B=
1
d mgR
v
代入解得B=
5
T
(2)线圈全部进入磁场所用的时间t1= L
v
=0.05 s,
由题意得:
v(t-t1)+
1
2
g(t-t1)2=h2-L
代入数据解得h2=1.55 m.
答:
(1)磁场的磁感应强度B为
5
T;
(2)磁场区域的高度h2是1.55m.。