电磁感应与电路 知识点题库

如图所示,水平放置的平行金属导轨,相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ab垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计,当ab以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:

  1. (1) ab棒中感应电动势的大小;

  2. (2) 回路中感应电流的大小和方向;

  3. (3) 维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小.

将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n.导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为(   )

A . B . C . D .
如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻为r的金属杆ab,在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下,从底端ce由静止沿导轨向上运动,当ab杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.

如图所示,MN、PQ为平行光滑导轨,其电阻忽略不计,与地面成 角固定.N、Q间接一电阻 =10Ω,M、P端与电池组和开关组成回路,电动势E=6V,内阻r=1.0Ω,导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场.现将一条质量m=10g,电阻R=10Ω的金属导线ab置于导轨上,并保持导线水平.已知导轨间距L=0.1m,当开关S接通后导线ab恰静止不动.(取g=10m/s2)

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  1. (1) 试计算磁感应强度大小。
  2. (2) 若某时刻将开关S断开,求导线ab能达到的最大速度。(设导轨足够长)
如图甲所示,固定平行金属导轨MN、PQ与水平面成37°角倾斜放置,其电阻不计,相距为L=0.4 m.导轨顶端与电阻R相连,R=0.15 Ω.在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为m=2×102 kg、电阻为r=0.05Ω的导体棒ab. ab距离导轨顶端d1=0.4 m,距离导轨底部d2=16 m,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5;在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。(g取10 m/s2

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  1. (1) 前2s内,施加外力使导体棒保持静止,求通过导体棒的电流I的大小和方向
  2. (2) 前2s内,哪段时间内静止释放导体棒(不施加外力),释放时导体棒能处于平衡状态?
  3. (3) 若2s后静止释放导体棒,已知ab棒滑到底部前已达到最大速度vm并匀速下滑到底部。求vm的大小、以及此过程中电阻R上产生的热量Q和通过的电量q.
如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,取垂直于纸面向里为磁感应强度B的正方向,B随时间t的变化关系如图乙所示.t=0时刻,在平行板电容器间,由静止释放一带正电的粒子(重力可忽略不计),假设粒子运动未碰到极板,不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响,下列关于板间电场强度、粒子在板间运动的位移、速度和加速度与时间的关系图象中(以向上为正方向)可能正确的是(   )

A . B . C . D .
CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域的长度为d,如图所示导轨的右端接有一电阻R,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,则下列说法中正确的是(  )

A . 电阻R的最大电流为 B . 流过电阻R的电荷量为 C . 整个电路中产生的焦耳热为 D . 电阻R中产生的焦耳热为
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。
如图所示,间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻,阻值为R,两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置导轨上,两导体棒电阻均为R,棒与导轨动摩擦因数均为µ,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动,当棒ab匀速运动时,棒cd恰要开始滑动,(重力加速度为g)求:

  1. (1) 棒ab匀速运动的速度大小
  2. (2) 若棒ab从开始运动到匀速的过程中流过的电荷量为q,这一过程经历的时间是多少?
如图所示,一正四边形导线框恰好处于匀强磁场的边缘,如果将导线框以某一速度匀速向右拉出磁场,则在此过程中,下列说法正确的是(  )

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A . 如果导线框的速度变为原来的二倍,则外力做的功也变为原来的四倍 B . 如果导线框的速度变为原来的二倍,则电功率变为原来的二倍 C . 如果导线框的材料不变,而边长变为原来的二倍,则外力做的功也变为原来的四倍 D . 如果导线框的材料不变,而边长变为原来的二倍,则电功率变为原来的四倍
如图所示,足够长的光滑U形导轨宽度为L,电阻不计,其所在平面与水平面的夹角为α,上端连接一个阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上。现有一质量为m、有效电阻为r的金属杆沿框架由静止下滑,设磁场区域无限大,当金属杆下滑达到最大速度v0时,运动的位移为x,则(   )

A . 在此过程中金属杆的速度均匀增加 B . 金属杆下滑的最大速度v0 C . 在此过程中流过电阻R的电荷量为 D . 在此过程中电阻R产生的焦耳热为 (mgxsinα﹣ mv02
如图所示,两根相距为L的平行光滑直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其质量为m,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。给MN沿导轨方向以速度v水平向右的初速度,沿导轨运动位移为L时停止,令U表示MN两端电压的大小,MN在运动的过程中,下列说法正确的是(   )

A . 流过固定电阻R的感应电流由d经R到b B . 通过固定电阻R的电荷量为 C . 固定电阻R的产生的焦耳热为 mv2 D . 固定电阻R的产生的焦耳热为 mv2
图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中,足够长的光滑导轨固定不动,图②中电容器在 t=0 时刻不带电。现使甲图中的三个导体棒 ab 均以水平初速度 v0 向右运动,若导体棒 ab 在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好。某同学定性画出了导体棒 ab 的 v-t 图像,如图乙所示。则他画出的是(   )

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A . 图①中导体棒 ab 的 v-t 图像 B . 图②中导体棒 ab 的 v-t 图像 C . 图③中导体棒 ab 的 v-t 图像 D . 图②和图③中导体棒 ab 的 v-t 图像
如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻,可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM与OP的夹角θ(∠MOP)从 位置过恒定的角速度逆时针转动 位置并固定(过程Ⅰ):再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到 (过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等, 等于(    )

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A . B . C . D . 2
如图所示,边长为 的单匝正方形金属线框质量为 、电阻为 ,用细线把它悬挂于有水平边界的、方向垂直纸面向内的匀强磁场中,线框的上一半处于磁场内,下一半处于磁场外,磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律为 ),重力加速度为 ,细线能够承受的最大拉力为

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  1. (1) 说出感应电流的方向;
  2. (2) 求线框静止时线框中感应电流的大小;
  3. (3) 求从计时开始到细线断裂经历的时间。
竖直面内,两足够长的光滑导轨 成一定角度放置,如图所示,两导轨上端距离小,下端距离逐渐变大,在两导轨下端连有电阻R。虚线下方空间存在水平向里的匀强磁场。一金属杆P贴紧导轨水平放置,从虚线上方一定高处由静止释放,当P与虚线重合时立即给P一个竖直方向的外力F,使其始终匀速下落,不计导轨和P的电阻,P始终与导轨垂直并接触良好,P进入磁场以后的运动过程中,下列说法正确的是(  )

A . 电阻R中的电流方向由b指向d B . 电阻R消耗的电功率保持不变 C . 外力F可能一直变大 D . 外力F可能先变小后变大
如图所示,水平面上足够长的平行直导轨左端连接一个耐高压的平行板电容器,竖直向下的匀强磁场分布在整个空间。导体杆MN在恒力作用下从静止开始向右运动,在运动过程中导体杆始终与导轨接触良好。若不计一切摩擦和电阻,那么导体杆所受安培力F,以及运动过程中的瞬时速度v随时间t的变化关系图正确的是(    )
A . B . C . D .
饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段,我们学校今年新更换了一批饭卡,内部主要部分是一个多匝线圈,当刷卡机发出电磁信号时,置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化,在线圈处引起电磁感应,产生电信号。其原理可简化为如图甲所示,设线圈的匝数为1200匝,每匝线圈面积均为 , 线圈的总电阻为 , 线圈连接一电阻 , 其余部分电阻不计。设线圈处的磁场可视作匀强磁场,且其大小按如图乙所示规律变化,(设垂直纸面向里为正),求:

  1. (1) 时线圈产生的感应电动势大小;
  2. (2) 时间内,电阻产生的焦耳热;
  3. (3) 时间内,通过电阻的电荷量。
如图所示,两条平行光滑导轨所在平面与水平面的夹角为α,且与匀强磁场方向垂直。导轨上端接有一只电容器,电容为C;下端接有一只电阻,阻值为R。在导轨上放置一质量为m、电阻为r的金属棒,与导轨垂直并良好接触。让金属棒从导轨上某位置由静止开始下滑,经一段时间下滑到虚线位置时速度达到最大,金属棒中的电流为I。重力加速度为g,导轨的电阻不计。求:

  1. (1) 电容器极板上积累的电荷量q;
  2. (2) 金属棒到达轨道虚线位置时的瞬时速度大小v;
  3. (3) 若棒全程下滑的位移为x,求棒上产生的焦耳热Q。
如图,光滑长方形金属框(电阻不计)固定在水平面内,质量的金属棒ab垂直置于金属框上,框两侧接有的电阻,整个装置处于磁感应强度、方向与水平面垂直的匀强磁场中。时棒ab在与棒垂直的水平外力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动,时测得流过棒ab的电流为。已知棒ab长、电阻 , 棒ab与框接触良好。

  1. (1) 判断棒ab中的感应电流方向;
  2. (2) 求时感应电动势的大小;
  3. (3) 求时外力做功的功率。