1、选择题 如图所示,在电容器C的两端接有一个圆环形导体回路,在圆环回路所围的面积之内存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,已知圆环的半径r=5cm,电容器的电容C=20F,当磁场B以2×10-2T/s的变化率均匀增加时,则电容器的
A.a板带正电,电荷量为×10-9C
B.a板带负电,电荷量为-×10-9C
C.a板带正电,电荷量为×10-6C
D.a板带负电,电荷量为-×10-6C
参考答案:A
本题解析:由法拉第电磁感应定律,由Q=CU可知电荷量为×10-9C,由楞次定律可判断电源正负极,注意在电源内部电流由负极流向正极,A对;
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,导线框abcd放在光滑导轨上向右运动(abcd与导轨接触良好),G1和G2是两只电流表,则(?)
A.只有G2偏转
B.只有G1偏转
C.G1、G2都会偏转
D.G1、G2都不偏转
参考答案:C
本题解析:根据图可得最左边的线圈的面积在增大,所以穿过的磁通量在变化,产生感应电流,而两电表并联在该线圈中,故两电表都会发生偏转,故C正确,ABD错误
故选C
点评:关键是知道当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中产生感应电流
本题难度:简单
3、选择题 下列对法拉第电磁感应定律E=n的理解正确的是(?)
A.E表示?t时间内的平均感应电动势
B.感应电动势E与磁通量变化量?Ф成正比
C.要求电路必须是闭合回路才能产生感应电动势
D.该定律只对由磁感应强度的变化引起的电磁感应适用
参考答案:A
本题解析:从公式可以得知A对;当时间间隔和线圈匝数都不变,才可说E与?Ф成正比,B错;?Ф=BS,只要?Ф有变化,是B或S都可以,因此C错;只要导线有切割磁感线,就会产生电动势,不需要闭合回路,D错。
点评:正确理解公式的物理意义是解题的关键
本题难度:简单
4、选择题 如图所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是(?)
参考答案:A
本题解析:图A中产生的感应电流方向是由a向b。原因是:在A中,由于穿过电路的磁感线数目是增加的,根据楞次定律可知,感应磁场的方向与磁感线方向相反,再根据右手螺旋法则(也称安培定则)可知,电路中产生的感应电流由a向b,所以A正确;在图B中,虽然导体ab切割磁感线,但它不是闭合电路的一部分,所以只会产生感应电动势,而不会产生感应电流,所以B错误;在图C中,由于三角形向右切割磁感线运动,穿过三角形的磁感线数目减少,根据楞次定律可知,感应磁场方向与图中磁感线方向相同,再根据右手螺旋法则(也称安培定则)可知电路中产生的感应电流方向由b向a所以C错误;在图D中,用右手定则可判断出导体ab中产生的感应电流的方向是由b向a的,所以D错误。
本题难度:一般
5、计算题 竖直面内的矩形金属线框ABCD由单位长度阻值r0=0.4Ω/m的导线围成,边长分别为AB=a,BC=2a,且a=1m,在线框的左半部分有垂直于线框平面向外的匀强磁场,当磁感应强度随时间均匀增大时,与CD两点相连的电容器中的带电粒子恰好处于悬浮状态,带电粒子所带电量的绝对值为q=10-6C,质量为m=10-8Kg,电容器两水平带电板的距离为d,且d=,已知重力加速度为g=10m/s2,求:
(1)带电粒子的电性;
(2)磁感应强度随时间的变化率;
(3)电路的总功率为多少?
参考答案:(1)上板带正电,粒子带负电。(2)(3)
本题解析:
(1)当磁感应强度均匀增大时,线框中电流方向如图所示,所以电容器的上板带正电,粒子带负电。
(2)电路中的感应电动势 (1)
DC边两端的电压为 (2)
电容器两板的电势差为 (3)
带电粒子处于平衡状态,受到的电场力和重力相等,所以有:(4)
又因为: (5)
联立以上各式得:磁感应强度随时间的变化率 (6)
代入数据得:
(3)整个电路为纯电阻电路,由(1)式和(6)式得
(7)
电路中的总电阻为 (8)
所以电路的总功率 (9)
由(7)、(8)、(9)三式得 (10)
代入数据得
本题难度:一般