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文檔簡介
二十八法拉第電磁感應定律自感和渦流(學生用書對應頁碼p317)1如圖所示,三個相同的金屬圓環(huán)內分別存在著不同的有界勻強磁場,虛線表示環(huán)的某條直徑已知所有磁場的磁感應強度隨時間變化的關系都滿足bb0kt,磁場方向如圖所示測得a環(huán)內感應電流強度為i,則b環(huán)和c環(huán)內感應電流強度分別為()aibi、ic0bibi、ic2icib2i、ic2idib2i、ic0解析:根據(jù)法拉第電磁感應定律ens和b環(huán)內磁場面積為a環(huán)內磁場面積的2倍可得ib2i.c環(huán)中同時有磁感應強度大小相等、方向相反的磁場,而這兩部分磁通量相互抵消,故c環(huán)中的磁通量一直為零,ic0,選項d正確答案:d2如圖所示,正方形線框的左半側處在磁感應強度為b的勻強磁場中,磁場方向與線框平面垂直,線框的對稱軸mn恰與磁場邊緣平齊若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出,第二次讓線框繞軸mn以線速度v2勻速轉過90.若兩次操作過程中線框產生的平均感應電動勢相等,則()av1v22bv1v22cv1v212dv1v221解析:將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出,時間t1l/2v1l/(2v1);讓線框繞軸mn以線速度v2勻速轉動90,角速度2v2/l,時間t2/2l/(4v2),兩次過程中線框產生的平均感應電動勢相等,則t2t1,解得v1v22,選項a正確答案:a3(2014吉林通化高三模擬)如圖所示,兩塊水平放置的金屬板距離為d,用導線、開關k與一個n匝的線圈連接,線圈置于方向豎直向上的變化磁場b中兩板間放一臺小壓力傳感器,壓力傳感器上表面靜止放置一個質量為m、電荷量為q的小球,k斷開時傳感器上有示數(shù),k閉合,穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數(shù),則線圈中的磁場b的變化情況和磁通量變化率分別為()a正在增加,b正在減弱,c正在減弱,d正在增加,解析:k閉合,穩(wěn)定后傳感器上恰好無示數(shù),說明此時下極板帶正電,即下極板電勢高于上極板,極板間的場強方向向上,大小滿足eqmg,即e,又ued,所以兩極板間的電壓u;若將平行金屬板換成一個電阻,則流過該電阻的感應電流的方向是從下往上,據(jù)此結合楞次定律可判斷出穿過線圈的磁通量正在增加,線圈中產生的感應電動勢的大小為n,即un,可得,選項d正確答案:d4如圖所示,長為l的金屬導線彎成一圓環(huán),導線的兩端接在電容為c的平行板電容器上,p、q為電容器的兩個極板,磁場垂直于環(huán)面向里,磁感應強度以bb0kt(k0)隨時間變化,t0時,p、q兩極板電勢相等兩極板間的距離遠小于環(huán)的半徑,經時間t電容器p板()a不帶電b所帶電荷量與t成正比c帶正電,電荷量是d帶負電,電荷量是解析:磁感應強度以bb0kt(k0)隨時間變化,由法拉第電磁感應定律得esks,而s,經時間t電容器p板所帶電荷量qec;由楞次定律知電容器p板帶負電,故d選項正確答案:d5(2014四川六校聯(lián)考)某合作探究學習小組在探究線圈中感應電流的影響因素時,設計如圖所示的實驗裝置,讓一個閉合圓線圈放在勻強磁場中,線圈的軸線與磁場方向成30角,磁感應強度隨時間均勻變化,則下列說法中正確的是()a若把線圈的匝數(shù)增大一倍,線圈內感應電流大小不變b若把線圈的面積增大一倍,線圈內感應電流變?yōu)樵瓉淼?倍c改變線圈軸線與磁場方向的夾角大小,線圈內感應電流可能變?yōu)樵瓉淼?倍d若把線圈的半徑增大一倍,線圈內感應電流變?yōu)樵瓉淼?倍解析:由法拉第電磁感應定律ens可知,若線圈的匝數(shù)增大一倍,感應電動勢與線圈的總電阻都增大一倍,線圈中的電流不變,a正確;若線圈的面積增大一倍,感應電動勢增大一倍,但線圈的電阻增大,線圈內的感應電流并不是原來的2倍,b錯誤;enscos 30,故無論如何改變線圈軸線與磁場的方向夾角,都不可能使線圈內的感應電流變?yōu)樵瓉淼?倍,c錯誤;若線圈的半徑增大一倍,則面積是原來的4倍,電阻是原來的2倍,線圈內感應電流變?yōu)樵瓉淼?倍,d正確答案:ad6(2014廣東汕頭模擬)用均勻導線做成的正方形線圈邊長為l,正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中,如圖所示,當磁場以的變化率增強時,則()a線圈中感應電流方向為acbdab線圈中產生的電動勢ec線圈中a點電勢高于b點電勢d線圈中a、b兩點間的電勢差為解析:根據(jù)楞次定律可知,a正確線圈中產生的電動勢e,b正確線圈左邊的一半導線相當于電源,在電源內部電流沿逆時針方向,所以a點電勢低于b點電勢,c錯誤線圈右邊的一半相當于外電路,a、b兩點間的電勢差相當于路端電壓,其大小u,d錯誤答案:ab7如圖所示,豎直平面內有一金屬環(huán),半徑為a,總電阻為r(指拉直時兩端的電阻),磁感應強度為b的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面,在環(huán)的最高點a用鉸鏈連接長度為2a、電阻為的導體棒ab,ab由水平位置緊貼環(huán)面擺下,當擺到豎直位置時,b點的線速度為v,則這時ab兩端的電壓大小為()a. b. c .dbav解析:擺在豎直位置時,ab切割磁感線的瞬時感應電動勢eb2abav.由閉合電路歐姆定律得,uabbav,故a正確答案:a8(2014無錫模擬)如圖所示,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出,設在整個過程棒的方向不變且不計空氣阻力,則在金屬棒運動過程中產生的感應電動勢大小變化情況是()a越來越大b越來越小c保持不變d無法判斷解析:金屬棒ab切割磁感線,產生感應電動勢而不產生感應電流,沒有安培力產生,在重力作用下做平拋運動,垂直于磁感線方向速度不變,始終為v0,由公式eblv知,感應電動勢為blv0不變,故a、b、d錯誤,c正確答案:c9在如圖甲所示電路中,螺線管匝數(shù)n1 500匝,橫截面積s20 cm2.螺線管導線電阻r1.0 ,r14.0 ,r25.0 ,c30 f.在一段時間內,穿過螺線管的磁感應強度b按如圖乙所示規(guī)律變化,則下列說法中正確的是()a螺線管中產生的感應電動勢為1 vb閉合開關s,電路中電流穩(wěn)定后,電阻r1消耗的功率為5102 wc電路中電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電d開關s斷開后,流經r2的電荷量為1.8105 c解析:根據(jù)法拉第電磁感應定律ens,得e1.2 v,選項a錯;根據(jù)閉合電路歐姆定律i0.12 a,由pi2r1,得r1消耗的功率p5.76102 w,選項b錯;由楞次定律得選項c對;s斷開后,流經r2的電荷量即為s閉合時c板上所帶電荷量q,電容器兩端的電壓uir20.6 v,流經r2的電荷量qcu1.8105 c,選項d對答案:cd10如圖所示,電路中a和b是兩個完全相同的小燈泡,l是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零的電感線圈,c是電容很大的電容器當s閉合與斷開時,對a、b的發(fā)光情況判斷正確的是()as閉合時,a立即亮,然后逐漸熄滅bs閉合時,b立即亮,然后逐漸熄滅cs閉合足夠長時間后,b發(fā)光而a不發(fā)光ds閉合足夠長時間后再斷開,b立即熄滅而a逐漸熄滅解析:電容器的特性是“充電和放電”,在開始充電階段,相當于阻值很小的電阻,放電階段相當于電源電感線圈的特性是“阻交流、通直流”,即電流不會突然變化,當電流突然增大時,相當于阻值很大的電阻,當電流突然減小時,相當于電源因此當開關剛閉合時,電容器對電流的阻礙作用小,線圈對電流的阻礙作用大c和b組成的電路分壓作用小,a、l組成的電路分壓作用大,b燈較暗,a燈較亮當開關閉合足夠長的時間后,電容器充電完成,線圈中電流為直流電,而其直流電阻很小,b燈較亮,a燈被短路,不發(fā)光;開關斷開瞬間,電容器和b組成的回路中,電容器放電,b燈逐漸變暗,a燈和線圈組成的回路中,線圈充當電源,a燈先變亮再熄滅,故選項a、c正確答案:ac11如圖所示,固定在勻強磁場中的水平導軌ab、cd的間距l(xiāng)10.5 m,金屬棒ad與導軌左端bc的距離為l20.8 m,整個閉合回路的電阻為r0.2 ,磁感應強度為b01 t的勻強磁場豎直向下穿過整個回路ad桿通過滑輪和輕繩連接著一個質量為m0.04 kg的物體,不計一切摩擦,現(xiàn)使磁場以0.2 t/s的變化率均勻地增大求:(1)金屬棒上電流的方向(2)感應電動勢的大小(3)物體剛好離開地面的時間(取g10 m/s2)解析:(1)由楞次定律可以判斷,金屬棒上的電流由a到d.(2)由法拉第電磁感應定律得:es0.08 v(3)物體剛要離開地面時,其受到的拉力fmg而拉力f又等于棒所受到的安培力即mgf安bil1其中bb0ti解得t5 s答案:(1)由a到d(2)0.08 v(3)5 s12(2014東北三校模擬)如圖甲所示,一半徑為2l、電阻為r的帶有極窄縫隙的金屬圓環(huán)和一電阻為r的定值電阻構成一閉合回路,有一板間距為d的平行板電容器和電阻并聯(lián)金屬圓環(huán)內存在一半徑為l的有界勻強磁場,該磁場區(qū)域與金屬圓環(huán)共心,磁感應強度隨時間的變化圖象如圖乙所示,設磁感應強度方向垂直紙面向里為正t0時刻在接近a板的位置處無初速釋放一不計重力的帶電粒子,粒子質量為m,重力不計,電荷量為q(q0),求:(1)粒子在0t時間內發(fā)生的位移?(假設電荷沒有到達b板)(2)要使粒子到達b板時速度最大,兩板間的距離d應滿足什么條件?解析:(
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