第2章 电磁感应与发电机 知识点题库

现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接.下列说法中正确的是(   )

A . 电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B . 线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,电流计指针均不会偏转 C . 电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针静止在中央零刻度 D . 电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转
线圈中的感应电动势的大小,是由穿过线圈的下列哪个选项决定的?(   )

A . 磁场强度 B . 磁通量 C . 磁通量的变化量 D . 磁通量的变化率

如图,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三个电阻R1、R2、R3的阻值之比为1:2:1,导线的电阻不计.当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中感应电流为I;当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中感应电流为3I;当S1、S3闭合,S2断开时,闭合回路中感应电流为(   )

A . 0 B . 4I C . 6I D . 7I

扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示,无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是(  )

A . B . C . D .

如图所示,一金属圆环用绝缘细绳吊在两通电直导线之间,三者在同一竖直平面内,两直导线到金属圆环圆心的距离相等,下列说法正确的是(   )

A . 如果两直导线中有异向电流并且同时增大,环将有收缩的趋势 B . 如果两直导线中有异向电流并且同时增大,环中将产生逆时针方向的电流 C . 如果两直导线中有同向电流并且同时增大,环将有收缩的趋势 D . 如果两直导线中有同向电流并且同时增大,环中没有电流
如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下.那么闭合开关,稳定后,将A线圈迅速插入B线圈时,灵敏电流计指针将向(填“左”或“右”)偏一下.

如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材,请用实线连接一个能产生感应电流的原线圈回路和副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式.

图为“研究电磁感应现象”的实验装置.

  1. (1) 将图中所缺的导线补接完整.
  2. (2) 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:

    ①将小线圈迅速插入大线圈时,灵敏电流计指针将向(填“左”或“右”)偏一下;

    ②小线圈插入大线圈后,将滑动变阻器的阻值调大时,灵敏电流计指针将向(填“左”或“右”)偏一下.

在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图中

  1. (1) S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针
  2. (2) 线圈A放在B中不动时,指针将
  3. (3) 线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将
如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用外力F使棒从静止开始沿导轨向右运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),棒最终的稳定速度v=2m/s,(框架电阻不计,g取10m/s2)则此时:

  1. (1) 判断ab棒两端电势高低并求电压Uab是多少?
  2. (2) 外力F的大小是多少?
如图甲所示,光滑平行金属导轨水平放置,轨间距为L=0.1m,两导轨间有磁感应强度为B的竖直方向的有界匀强磁场(虚线右侧为磁场区)。金属棒Q放置在导轨上,棒的中点与一水平固定的力传感器连接在一起。质量为m=0.1kg的金属棒P以速度vo向右进入磁场区域,两棒始终与导轨垂直且接触良好,两棒未发生碰撞,两棒接入电路中的电阻均为R=0.8Ω其余部分电阻不计。刚进入磁场时P棒的发热率为20W,整个运动过程中力传感器读数F随时间t的变化曲线如图乙。(力传感器受到拉力时读数为正值,受到压力时读数为负值)下列说法正确的是( )

A . 磁场的方向一定竖直向上 B . 金属棒P的初速度v0小为2m/s C . 磁感应强度B的大小为20 D . P棒运动的整个过程中通过金属棒Q的电量为0.05C
如图1所示,两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=1T.一总电阻为r=0.2Ω的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动.圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图2所示.下列说法正确的是(    )

A . 圆形线圈的半径为R=1 m B . 圆形线圈运动速度的大小为v=20m/s C . 两实线之间的水平距离L=6m D . 在0.05 s,圆形线圈所受的安培力大小为400 N
如图甲所示,ACD是固定在水平面上的半径为2r,圆心为O的金属半圆弧导轨,EF是半径为r、圆心也为O的半圆弧,在半圆弧EF与导轨ACD之间的半圆环区域内存在垂直导轨平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,B随时间t变化的图像如图乙所示。OA间接有电阻P,金属杆OM可绕O点转动,M端与轨道接触良好,金属杆OM与电阻P的阻值均为R,其余电阻不计。

  1. (1) 0-t0时间内,OM杆固定在与OA夹角为 的位置不动,求这段时间内通过电阻P的感应电流大小和方向;
  2. (2) t0~2t0时间内,OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动,2t0时转过角度 到OC位置,求电阻P在这段时间内产生的焦耳热Q;
  3. (3) 2t0~3t0时间内,OM杆仍在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动,3t0时转到OD位置,若2t0时匀强磁场开始变化,使得2t0~3t0时间内回路中始终无感应电流,求B随时间t变化的关系式,并在图乙中补画出这段时间内的大致图像。
我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。

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①接好电路后,合上开关瞬间,电流表指针(选填“偏转”或“不偏转”);

②合上开关,电路稳定后,电流表指针(选填“偏转”或“不偏转”);

③如果合上开关后,将原线圈A迅速插入副线圈B时,发现灵敏电流计指针向右偏了一下。那么在原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将向偏(选填“右”或“左”)。

如图,两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,倾角 =30°,N、Q两点间接有阻值为R的电阻,整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、长为L、阻值为R的金属杆放在导轨上,与导轨接触良好。t= 0时,用一沿导轨向下的变力F拉金属杆,使金属杆从静止开始沿导轨向下做加速度为g的匀加速直线运动。已知重力加速度的大小为g,不计导轨电阻,求∶

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  1. (1) 金属杆下滑距离d时,电阻R两端的电压;
  2. (2) 拉力F随t变化的关系式。
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、边长为L的闭合正方形金属线框abcd固定在长度为2L绝缘轻质细杆一端,细杆另端在O点可绕垂直纸面的水平轴无摩擦转动。线框ad边靠近观察者,金属线框从右侧与O点等高处水平无初速释放,线框摆到最低点的另一侧,细杆与竖直方向的最大夹角为θ(如图),线框平面始终垂直纸面,重力加速度为g。此过程中,下列说法正确的是(   )

A . 线框中感应电流的方向始终是d→c→b→a→d B . 线框摆到最低点时,线框ab边所受安培力为零 C . 流过线框某一横截面的电荷量为 D . 线框产生的电热为2mgLcos
如图甲所示,螺线管匝数n=300匝,螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=9.0 Ω,R2=10.0Ω,C=50 μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化,取螺线管内的磁场B的方向向下为正方向,闭合S电路稳定后。求:

  1. (1) b、a两点的电压U;
  2. (2) 电阻R1的电功率P;
  3. (3) 断开S后,流经R2的电荷量Q。
如图所示,当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星,利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由西往东方向运行。卫星位于航天飞机正上方,它与航天飞机间的距离约20.0km,卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5.0×10-5T。如果航天飞机和卫星的运行速度是7.0km/s,则∶

  1. (1) 缆绳中上下端哪端感应电动势高;
  2. (2) 感应电动势的大小为多少。
如图所示,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,间距为L的光滑水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的导体棒PQ置于导体框上。不计导体框的电阻。时PQ棒以水平向右的初速度开始运动,到达位置c时棒刚好静止,其中a、b与b、c的间距相等。下列分析正确的是(   )

A . 时PQ棒两端电压 B . PQ棒运动过程中的平均速度 C . PQ棒运动过程中克服安培力做的总功小于 D . PQ棒在由a→b与b→c的两个过程中回路中产生的热能
安装在公路上的测速装置如图,在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈,线圈与检测抓拍装置相连,车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流,检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小,从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是(   )

A . 汽车经过线圈上方时,两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长,车速越大 B . 汽车经过通电线圈上方时,汽车底盘的金属部件中会产生感应电流 C . 当汽车从线圈上方匀速通过时,线圈中不会产生感应电流 D . 当汽车从线圈上方经过时,线圈中产生感应电流属于自感现象