电磁感应与电路 知识点题库

如图所示,足够长的斜面与水平面的夹角为θ=53°,空间中自下而上依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、…n,相邻两个磁场的间距均为d=0.5m.一边长L=0.1m、质量m=0.5kg、电阻R=0.2Ω的正方形导线框放在斜面的顶端,导线框的下边距离磁场I的上边界为d0=0.4m,导线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.将导线框由静止释放,导线框在每个磁场区域中均做匀速直线运动.已知重力加速度g=10m/s2 , sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

  1. (1) 导线框进入磁场I时的速度;

  2. (2) 磁场I的磁感应强度B1

  3. (3) 磁场区域n的磁感应强度Bn与B1的函数关系.

如图所示,边长为L的闭合正方形金属线框的电阻为R,以速度v匀速穿过宽度为d的有界匀强磁场,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度为B,若L<d,线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为;若L>d,线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为

如图,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R , 导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab , 在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度.在这过程中(     )

A . 作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零 B . 作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 C . 恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D . 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
如图,在水平桌面上固定有宽度为d、电阻可忽略的U形导轨;均匀磁场的方向垂直于U 形导轨平面,磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0(1+kt),式中B0、k为大于零的常量。在与导轨左端相距l处放置一垂直于导轨的光滑导体棒,并用外力将其固定。导体棒的质量为m,阻值为R,与导轨接触良好。

  1. (1) 求回路中感应电流的大小;
  2. (2) 在t=t0时撤去外力,求撤去外力后瞬间导体棒所受安培力的大小。
电饭锅工作原理电路如图所示.下列关于电饭锅工作原理的说法中,正确的有(     )

A . 必须手动按下开关按键后,电饭锅才能开始正常工作 B . 插上电源插头后,电饭锅即正常工作,直至饭煮熟 C . 感温铁氧体的作用是在锅内温度达到103℃时失去磁性,再在弹簧的作用下使电路断开 D . 通过图示电路即可实现加热和自动保温功能
轻质细线吊着一质量为m=0.42 kg、边长为L=1 m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为r=1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.(g=10 m/s2)

  1. (1) 判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针;
  2. (2) 求线圈的电功率;
  3. (3) 求在t=4 s时轻质细线的拉力大小.
如图所示,在方向垂直向里,磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd,线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动,运动中线框dc边始终与磁场右边界平行,线框边长ad=l,cd=2l.线框导线的总电阻为R.则线框离开磁场的过程中,流过线框截面的电量为;ab间的电压为;线框中的电流在ad边产生的热量为

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如图所示,一正方形金属框边长l=0.1 m,每条边的电阻r=0.1 Ω,金属框以v=1.0 m/s的速度匀速穿过矩形匀强磁场区域MNPQ,其平面始终保持与磁场方向垂直,且cd边始终平行于磁场边界MN。已知金属框的边长小于MN的长度,磁场宽度L=0.3 m,磁感应强度 B=0.2 T。

  1. (1) 取逆时针方向为正方向,请通过计算分析,在图1中画出金属框穿过磁场区域的过程中,金属框内感应电流I随时间t变化的图线。

  2. (2) 请通过计算分析,在图2中画出ab两端电压Uab随时间t变化的图线。
如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N′之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计.用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m.在导轨的NN′和OO′所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ= ,此区域外导轨是光滑的.电动小车沿PS方向以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA′滑到OO′位置.(g取10m/s2)求:

  1. (1) 请问滑杆AA′滑到OO′位置时的速度是多大?
  2. (2) 若滑杆滑到OO′位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO′位置时的加速度?
  3. (3) 若滑杆运动到OO′位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA′位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动.)
如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,导线框的边长为 ,总电阻为 在直角坐标系xOy第一象限中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程 ,磁感应强度 ,方向垂直纸面向里.导线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,对于线框穿过整个磁场的过程有(   )

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A . 导线框AD两端的最大电压为 B . 线框中产生的焦耳热为 C . 流过线框的电荷量为 D . 拉力F为恒力
两根相距1m的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一段在同一水平面内,另一段与水平面的夹角为37°,质量均为0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触,形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路的总电阻为2Ω,整个装置处于磁感应强度大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F的作用下以速率v(未知)沿导轨匀速运动时,cd杆也以速率v沿导轨向上匀速运动。取重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是(   )

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A . 回路中的感应电流为0.6A B . cd杆所受安培力的大小为0.75N C . 水平拉力F的功率为5.625W D . 3s内通过ab杆的电荷量为3.75C
如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一开关S,导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m =20g,导轨的电阻不计,电路中所接电阻为3R,整个装置处在与竖直平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B =1T,不计空气阻力,设导轨足够长,g取10m/s2 , 开始时,开关断开,当ab棒由静止下落3.2m时,突然接通开关,下列说法中正确的是( )

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A . a点的电势高于b点的电势 B . ab间的电压大小为1.2V C . ab间的电压大小为0.4V D . 导体棒ab立即做匀速直线运动
如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v-t图像如图乙所示。(取g=10 m/s2)求:

  1. (1) 磁感应强度B的大小;
  2. (2) 杆在磁场中下落0.1 s的过程中,电阻R产生的热量。
如图所示,100匝的线圈两端M、N与一个理想电压表V相连。线圈内有方向垂直纸面向内的磁场,线圈中的磁通量按如图所示规律变化。则下列说法正确的是(  )

A . 电压表示数为150V,M端接电压表正接线柱 B . 电压表示数为150V,N端接电压表正接线柱 C . 电压表示数为50.0V,M端接电压表正接线柱 D . 电压表示数为50.0V,N端接电压表正接线柱
如图为电磁刹车实验装置,小车底面安装有矩形导线框abcd,线框底面平行于地面,在小车行进方向有与abcd等宽、等长的有界匀强磁场,磁场方向垂直地面向上。小车进入磁场前撤去牵引力,小车穿过磁场后滑行一段距离停止。则小车(   )

A . 进入磁场时,矩形导线框中感应电流的方向为adcba B . 穿过磁场的过程中,中间有一段时间矩形导线框中没有感应电流 C . 小车进入磁场前的速度越大,滑行的距离越远 D . 穿过磁场的过程中,矩形导线框受到的安培力方向始终水平向左
随着超导材料性能不断提高和完善,科学家们正在积极开展高温超导应用技术的研究,其中诞生了一个重要领域的研究应用一高温超导磁悬浮列车技术。作为革命性的技术创造,高温超导磁悬浮列车技术在我国已有相关研究最新进展。图(甲)是磁悬浮实验车与轨道示意图,图(乙)是固定在车底部金属框abcd(车厢与金属框绝缘)与轨道上运动磁场的示意图.水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN,导轨间有竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场B1和B2 , 二者方向相反.车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动时,金属框会受到磁场力,带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长L=0.20m、总电阻R=1.6Ω,实验车与线框的总质量m=2.0kg,磁场B1=B2=1.0T,磁场运动速度v0=10m/s,已知悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力f=0.20N,求:

  1. (1) 设t=0时刻,实验车的速度为零,求金属框的加速度的大小和方向;
  2. (2) 求实验车的最大速率vm
  3. (3) 实验车以最大速度做匀速运动时,为维持实验车运动,外界在单位时间内需提供的总能量;
  4. (4) 假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动来启动实验车,当两磁场运动的时间为t=40s时,实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为v=4m/s,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间t0
如图所示,一小型发电机内有N=100匝的矩形线圈,线圈面积S=0.10m2 , 线圈总电阻r=1Ω。线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=50πrad/s,匀强磁场的磁感应强度大小B=0.1T,外电路电阻R=9Ω,求:

  1. (1) 线圈转动时产生的感应电动势的最大值;(计算结果可保留π)
  2. (2) 理想电压表的示数。(计算结果可保留根号和π)
如图所示,材料均匀的圆形线框半径为r,电阻为R,其下方有一个匀强磁场,磁感应强度为B。t=0时线框在外力作用下开始以速度v竖直向下匀速进人磁场,求:

  1. (1) 时线框受到的安培力大小:
  2. (2) 时线框中电流的热功率大小。
如图所示,为间距足够长的平行导轨,导轨平面与水平面间的夹角 , N、Q间连接有一个阻值的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为 , 将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至处时达到稳定速度。已知金属棒沿导轨下滑过程中始终与平行,不计金属棒和导轨的电阻()。求:

  1. (1) 金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ;
  2. (2) 已知金属棒从运动到过程中,电阻R产生的焦耳热为 , 求此过程中通过电阻的电荷量q。
如图甲,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线每边的电阻为;在时间内,磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示。求:

  1. (1) 时金属框所受安培力的大小;
  2. (2) 在时间内金属框产生的焦耳热。