1、填空题 穿过单匝闭合线圈的磁通量在0.2s内由0.06Wb均匀增加到0.14Wb.则在此过程中穿过线圈通电量变化量为______Wb,该线圈中产生的感应电动势为______V.
参考答案:穿过单匝闭合线圈的磁通量在0.2s内由0.06Wb均匀增加到0.14Wb,磁通量增加量为:
△Φ=0.14Wb=0.06Wb=0.08Wb;
根据法拉第电磁感应定律得:E=n△Φ△t=0.08Wb0.2s=0.4V;
故答案为:0.08,0.4.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,矩形线圈abcd的边长分别是ab=L,ad=D,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行,线圈以ab边为轴做角速度为ω的匀速转动,下列说法正确的是(从图示位置开始计时)( )
A.t=0时线圈的感应电动势为零
B.转过90°时线圈的感应电动势为零
C.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为ωBLD
D.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为
参考答案:BD
本题解析:A、t=0时线圈的cd边切割磁感线,垂直磁感线方向向里运动,感应电动势最大;错误
B、转过90°时线圈的cd边转动的线速度方向与磁场方向平行,感应电动势为零;正确
CD、转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为;D正确
故选BD
点评:注意由法拉第电磁感应定律求感应电动势时公式?计算平均感应电动势,而即可计算平均感应电动势也可计算瞬时感应电动势。
本题难度:一般
3、填空题 如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,ad=20cm.该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直.若线圈绕通过ab边的轴以100πrad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过180°的过程中,感应电动势的平均值为______V;当线圈由图示位置转过90°时的瞬间感应电动势大小为______V.
参考答案:平均感应电动势.E=N△Φ△t=2BL12πω=2×0.1×0.12π100π=0.2V.
? 瞬时感应电动势E=BL1v=BL1L2ω=0.1×0.1×0.2×100π=0.2πV.
故本题答案为:0.2V,0.2πV.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=4T,质量为m=2kg的金属棒ab垂直放在导轨上,ab与导轨平面间的动摩擦因数μ=0.25。ab的电阻r=1Ω,平行导轨间的距离L=1m, R1=R2=18Ω,导轨电阻不计,ab由静止开始下滑运动x=3.5m后达到匀速。sin370=0.6,cos370=0.8。求:
(1)ab在导轨上匀速下滑的速度多大?
(2)ab匀速下滑时ab两端的电压为多少?
(3)ab由静止到匀速过程中电阻R1产生的焦耳热Q1为多少?
参考答案:(1);(2);(3)。
本题解析:ab由静止开始下滑,速度不断增大,对ab受力分析如图所示,
由牛顿第二定律可知,ab做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度增加到最大,此后以最大速度做匀速运动。
故ab在导轨上匀速下滑时 ①
等效电路如图所示,
外电路电阻 ②
电路中总电阻 ③
由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知:
电路中的电流 ④
此时的感应电动势 ⑤
由①③④⑤解得:ab在导轨上匀速下滑的速度 ⑥
(2)将⑥代入⑤的得感应电动势 ⑦
将⑦代入④得电路中的电流 ⑧
ab两端的电压为路端电压: ⑨
(3)由于ab下滑过程速度不断变化,感应电动势和电流不恒定,故不能用焦耳定律求焦耳热。
根据能量守恒定律,ab减少的重力势能等于ab增加的动能、克服摩擦力做功产生的内能与电路中总的焦耳热之和,即 ⑩
展开得 ?
解得电路中总的焦耳热 ?
由焦耳定律可知相同的时间内通过的电流相等焦耳热与电阻成正比: ?
外电路产生的焦耳热 ?
外电路中,故,且,解得 ?
考点:电磁感应现象的综合应用
本题难度:一般
5、选择题 有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间沿途放一系列闭合线圈.下列说法中不正确的是( )
A.当列车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化
B.列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快
C.列车运动时,线圈中会产生感应电流
D.线圈中的感应电流的 大小与列车速度无关
参考答案:A、当列车运动时,车厢底部安装磁铁穿过线圈,导致通过线圈的磁通量发生变化,故A正确,但不选;
B、列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快,从而产生的感应电动势越大,故B正确,但不选;
C、由于列车的运动,导致线圈中的磁通量发生变化,因而产生感应电流,故C正确,但不选;
D、由法拉第电磁感应定律可知,感应电流的大小与磁通量变化率有关,而变化率却由变化量及运动时间决定,故D错误,
本题选不正确的,故选:D
本题解析:
本题难度:简单