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- 2021-05-27 发布
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i
O
t
T/2
T
图1
电磁感应
A
P
O
B
P
O
B
B
C
D
P
O
B
P
O
B
图2
1.【2020•西城一模】在图2所示的四个情景中,虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形,C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕轴O在纸面内匀速转动,转动方向如箭头所示,转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时,以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在图2所示的四个情景中,产生的感应电流i随时间t的变化规律如图1所示的是
1.【答案】C
2.【2020•西城一模】如图所示,矩形单匝导线框abcd竖直放置,其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域,该区域的上边界PP′水平,并与线框的ab边平行,磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab边长为L1,ad边长为L2,线框质量为m,总电阻为R。现无初速地释放线框,在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直,且线框的ab边始终与PP′平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场,求:
(1)dc边刚进入磁场时,线框受安培力的大小F;
(2)dc边刚进入磁场时,线框速度的大小υ;
(3)在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中,重力做的功W。
a
d
b
c
P
P′
B
L1
L2
2.【解析】(1)由于线框匀速进入磁场,所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg
(2)线框dc边刚进入磁场时,
感应电动势 E=BL1v
感应电流
dc边受安培力的大小 F=BIL1
又 F=mg
解得线框速度的大小 v=
(3)在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中,重力做功W1,根据动能定理得
W1=
在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中,重力做功W2,
W2=mgL2
所以 W=W1 +W2=+mgL2
B
I
图1
图2
.
.
.
.
.
.
B0
-B0
B/T
0
t/s
1
2
3
4
5
3.【2020•承德模拟】在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环.规定导体环中电流的正方向如图1所示,磁场向上为正.当磁感应强度 B 随时间 t
按图2变化时,下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是:
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
0
1
2
3
4
5
A
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
0
1
2
3
4
5
C
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
0
1
2
3
4
5
D
.
.
.
.
.
.
I0
-I0
i /A
0
t /s
1
2
3
4
5
B
t /s
t /s
t /s
3.【答案】C
4. 【2020•福州模拟】如图1所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动,从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时,
则在时刻 ( )
A.线圈中的感应电动势最小
B.线圈中的感应电流最大
C.穿过线圈的磁通量最大
D.穿过线圈磁通量的变化率最小
4.【答案】B
5.【2020•福州模拟】如图14所示两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,且都是足够长,两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。回路总电阻为R,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现使杆ab受到F=5.5+1.25t(N)的水平外力作用,从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动,杆ad也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动。已知g取10m/s2,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)cd杆下落过程达最大速度时,ab杆的速度大小。
5.【解析】(1)对ab杆: f1=μmabg = 5N……
当时,……………
得m/s2 ……………………
所以杆由静止开始以m/s2 的加速度
沿导轨匀加速运动
………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
根据牛顿第二定律 -f1= maba ……………………………………
联立以上各式,解得
……………………………………
代入数据,解得B =0.5T……………………………………………………………
(2)当cd杆下落过程达到最大速度时,cd杆平衡………
………………………………………………………………
联立以上两式并代入数据,解得……………………………………
6.【2020•甘肃模拟】如图a所示,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在图b中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是( )
图a
ω
O
B
图b
i
0
t
A
i
0
t
B
i
0
t
C
i
0
t
D
6.【答案】A
7.【2020•惠州模拟】在质量为的小车上, 竖直固定着一个质量为,高、总电阻、 匝矩形线圈,且小车与线圈的水平长度相同。现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动,速度为,随后穿过与线圈平面垂直,磁感应强度的水平有界匀强磁场,方向垂直纸面向里,如图(1)所示。已知小车运动(包括线圈)的速度随车的位移变化的图象如图(2)所示。求:
(1)小车的水平长度和磁场的宽度
(2)小车的位移时线圈中的电流大小以及此时小车的加速度
(3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量
7.【解析】(1) 由图可知,从开始,线圈进入磁场,线圈中有感应电流,受安培力作用,小车做减速运动,速度随位移减小,当时,线圈完全进入磁场,线圈中感应电流消失,小车做匀速运动。因此小车的水平长度。
当时,线圈开始离开磁场 ,则
(2)当时,由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度
由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流
解得
此时线圈所受安培力
小车的加速度
(3) 由图象可知,线圈左边离开磁场时,小车的速度为。
线圈进入磁场和离开磁场时,克服安培力做功,线卷的动能减少,转化成电能消耗在线圈上产生电热。
解得线圈电阻发热量Q=57.6J
8.【2020•海淀一模】在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场B1中,线框平面与磁场垂直,圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根体棒,导体棒与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场B2中,该磁场的磁感应强度恒定,方向垂直导轨平面向下,如图10甲所示。磁感应强度B1随时间的变化关系如图10乙所示,0~1.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止,并设向右为静摩擦力的正方向,则导体所受的摩擦力随时间变化的图象是图11中的 ( )
8.【答案】D
9.【2020•海淀一模】光滑平先金属导轨M、N水平放置,导轨上放置一根与导轨垂直的导体棒PQ。导轨左端与由电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成的电路相连接,如图13所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)。先将开关接在位置,使电容器充电并达到稳定后,再将开关拨到位置,导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动,设导轨足够长,则以下说法中正确的是 ( )
A.空间存在的磁场方向竖直向下
B.导体棒向右做匀加速运动
C.当导体棒向右运动的速度达到最大时,电容器的电荷量为零
D.导体棒运动的过程中,通过导体棒的电荷量Q