4 法拉第电磁感应定律 知识点题库

如图所示,三角形金属导轨EOF上放有一金属杆AB , 在外力作用下,使AB保持与OF垂直,以速度v匀速从O点开始右移,若导轨与金属杆均为粗细相同的同种金属制成,则下列判断正确的是(  )


A . 电路中的感应电流大小不变 B . 电路中的感应电动势大小不变 C . 电路中的感应电动势逐渐减小 D . 电路中的感应电流逐渐减小

如图,两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为 ,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0 , 方向也垂直于纸面向里。某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。求


  1. (1) 在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;

  2. (2) 在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。

如图(a)所示,平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长,固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.25m,电阻R=0.5Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使其由静止开始运动,理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.试分析与求:

  1. (1) 分析证明金属杆做匀加速直线运动;

  2. (2) 求金属杆运动的加速度;

  3. (3) 写出外力F随时间变化的表达式;

  4. (4) 求第2.5s末外力F的瞬时功率.

如图(甲)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2 , 小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感应强度随按如图(乙)所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmS cos t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:

  1. (1) 线圈中产生感应电动势的最大值.

  2. (2) 小灯泡消耗的电功率.

  3. (3) 在磁感强度变化的0~ 的时间内,通过小灯泡的电荷量.

如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻.导体棒ab长l=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T.现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.、

  1. (1) ab中的感应电动势多大?电流的方向如何?

  2. (2) 若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则电路中的电流多大?

如图1所示,面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面.已知磁感应强度随时间变化的规律如图2,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:

  1. (1) 回路中的感应电动势大小

  2. (2) 流过R1的电流的大小和方向.

如图为无线电充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S,若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2 , 则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa﹣φb是(   )

A . 恒为 B . 从0均匀变化到 C . 恒为 D . 从0均匀变化到
如图所示,线圈abcd固定于分布均匀的磁场中,磁场方向垂直线圈平面。当磁场的磁感应强度B随时间t变化时,ab边受到的安培力恒定不变。则下列磁感应强度B随时间t变化的图象中可能正确的是(   )

A . B . C . D .
如图所示,两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内,其间距L=0.2m,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω,在导轨上有一金属棒ab,其电阻r=0.2Ω, 金属棒与导轨垂直且接触良好,如图所示,在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=0.5m/s向右匀速运动,设金属导轨足够长。求:

  1. (1) 金属棒ab产生的感应电动势;
  2. (2) 通过电阻R的电流大小和方向;
  3. (3) 水平拉力的大小F
  4. (4) 金属棒a、b两点间的电势差。
闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是(  )

A . 经过 Ⅰ 时,a→b→c→d→a B . 经过 Ⅱ 时,a→b→c→d→a C . 经过 Ⅱ 时,无感应电流 D . 经过 Ⅲ 时,a→d→c→b→a
两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.2m,总电阻为0.01Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图甲所示,已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正)。下列说法正确的是(   )

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A . 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 B . 导线框运动的速度的大小为1m/s C . 磁感应强度的大小为0.05T D . 这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.01N
如图所示,足够长的两光滑导轨及两导轨所在平面与水平面均成 角,导轨间距 ,导轨间接有 的电阻和电压传感器。电阻 、质量 的金属棒 由静止开始滑动,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度的大小 ,重力加速度

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  1. (1) 请判别通过金属棒 的电流方向及 电势的高低;
  2. (2) 求金属棒能达到的最大速度;
  3. (3) 由静止释放金属棒沿导轨经过 的距离时速度达到最大值,求这一过程中金属棒 产生的焦耳热(结果保留三位有效数字)。
如图所示,匀强磁场中有两个用粗细和材料均相同的导线做成的导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间均匀增大.两圆环半径之比为2:1,圆环中的感应电流分别为Ia和Ib , 热功率分别为Pa、Pb . 不考虑两圆环间的相互影响,下列选项正确的是(   )

A . :1,感应电流均沿顺时针方向 B . :1,感应电流均沿顺时针方问 C . :1 D . :1
如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,内阻不计,全部处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的水平轴OO’以角速度 匀速转动.矩形线圈通过滑环与外电路连接,外电路中 、为定值电阻,R为电阻箱,变压器为理想变运器,滑动触头P上下移动时可改变原线圈的匝数,图中仪表均为理想电表.从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时,则下列判断正确的是()

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A . 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B . 矩形线圈从开始计时到 时间内,穿过线圈平面的磁通量变化量为BS C . 当R不变时,将滑动触头P向上移动,电流表读数变大 D . ,则通过 的电流方向每秒钟改变50次
在《探究感应电流方向的规律》实验中

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  1. (1) 用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系。如图(1)所示实验表明,如果电流从负接线柱流入指针将向偏转(填左或右)。
  2. (2) 观察如图(2)所示的线圈绕线方向,若电流从A流入到B流出,从上向下看电流的方向为(填顺时针或逆时针)。
  3. (3) 用如图(3)所示的实验装置,若电流表指针向右偏转,则线圈中感应电流产生的磁场的方向(填向上或向下)。用电流表观察感应电流的方向,然后判断感应电流的磁场方向,得到如下实验记录。

    磁铁的磁场方向

    向下

    向下

    向上

    向上

    磁铁的磁通量的变化

    增大

    减小

    增大

    减小

    感应电流的磁场方向

    向上

    向下

    向下

    向上

    由些得出下列判断中正确的是

    A.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

    B.感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同

    C.磁通量增大时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

    D.磁通量减小时,感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反

如图所示,在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨,与水平面间的夹角θ=30°,间距L=0.5m。上端接有阻值R=0.3Ω的电阻。匀强磁场的磁感应强度大小B=0.4T,磁场方向垂直导轨平面向上,一质量m =0.2kg,电阻r=0.1Ω的导体棒MN,在平行于导轨的外力F作用下,由静止开始向上做匀加速运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直,且接触良好,当棒的位移d=9m时,电阻R上消耗的功率为P=2.7W。其它电阻不计,g取10m/s2。求:

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  1. (1) 此时导体棒MN两端的电压是多少,导体棒MN哪端电势高?
  2. (2) 这一过程通过电阻R上的电荷量q;
  3. (3) 此时作用于导体棒上的外力F的大小。
如图所示,一个圆形线圈的匝数为n,半径为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。在△t时间内磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B。在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(    )

A . B . C . D .
如图,光滑平面内存在方向垂直平面向外的单边界磁场,其磁感应强度变化规律满足B= B0+kt(k>0) ,正方形线框固定在虚线位置AB'C'D'处时(AC'与磁场边界重合),线框中的电流为i,则下列说法正确的是(    )

A . 线框固定在虚线位置时,线框中电流沿逆时针方向,且电流大小恒定 B . 现令磁感应强度恒为B0 , 线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度w匀速转到虚线位置,此过程中,线框中电流沿顺时针方向,且电流大小变化 C . 现令磁感应强度恒为B0 , 线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度 匀速转到虚线位置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度 = D . 现令磁感应强度恒为B0 , 线框在平面内从实线位置绕A点沿逆时针方向以某一角速度 匀速转到虚线位置的瞬间,若线框中电流大小也为i,则角速度 =
如图甲所示,一个圆形线圈匝数匝、面积 , 电阻。在线圈外接一阻值为的电阻,把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。

  1. (1) 求时流过电阻R的电流大小和方向;
  2. (2) 求末和末时电阻R两端电压的比。
如图甲所示,倾角为θ的光滑斜面上有两个磁场区域,磁感应强度大小都为B,沿斜面宽度都为d,区域I的磁感应强度方向垂直斜面向上,区域Ⅱ的磁感应强度方向垂直斜面向下,两磁场区域间距为d。斜面上有一矩形导体框,其质量为m,电阻为R,导体框ab、cd边长为L,bc、ad边长。刚开始时,导体框cd边与磁场区域I的上边界重合;t=0时刻,由静止释放导体框;t1时刻ab边恰进入磁场区域Ⅱ,框中电流为I1;随即平行斜面垂直于cd边对导体框施加力,使框中电流均匀增加,到t2时刻框中电流为I2。此时,cd边未出磁场区域I,框中电流如图乙所示。

  1. (1) 在0~t1时间内,导体框产生的热量Q;
  2. (2) 在0~t2时间内,通过导体框截面的电量q;
  3. (3) 导体框在t1~t2时间内做匀加速运动,求导体框加速度a的大小;
  4. (4) 写出t1~t2时间内施加在导体框上的力F与时间t的函数式。