1、选择题 恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中作下述哪种运动时,线圈中能产生感应电流( )
A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B.线圈沿自身所在的平面做加速运动
C.线圈绕任意一条直径做匀速转动
D.线圈绕任意一条直径做变速转动
参考答案:CD
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内,平行于x轴的边NP的长为d,如图(a)所示。空间存在磁场,该磁场的方向垂直于金属框平面,磁感应强度B沿x轴方向按图(b)所示规律分布,x坐标相同各点的磁感应强度相同。当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时,下列判断正确的是(?)
A.若d =l,则线框中始终没有感应电流
B.若d =l,则当线框的MN边位于x = l处时,线框中的感应电流最大
C.若d =l,则当线框的MN边位于x =l处时,线框受到的安培力的合力最大
D.若d = l,则线框中感应电流周期性变化的周期为
参考答案:ACD
本题解析:若d =l,则穿过线圈的磁通量始终为零,则线框中始终没有感应电流,选项A 正确;若d = l,则当线框的MN边位于x = l处时,MN、PQ所在处磁场为零,感应电动势为零,线框中的感应电流为零,故B错误;当d=l时,线框的MN边位于l处时,两边所处的磁场最大,两边磁场方向相反,所以感应电动势最大,安培力也最大,故C正确;当d=l时,线框每前进l,磁通量的变化将重复原来的情况,故线框中感应电流周期性变化的周期为,故D正确.
本题难度:一般
4、计算题 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10 m、匝数n=20匝的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示).线圈所在位置磁感应强度的大小均为B=T,线圈的电阻为R1=0.50 Ω,它的引出线接有电阻为R2=9.5 Ω的小电珠L. 外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小电珠.当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计).求:
(1)线圈速度随时间的变化关系式;
(2)电压表的示数;
(3)线圈所受到安培力随时间的变化关系式.
参考答案:(1)v=2sin 5πt (m/s)(2)1.07 V(3)F安=0.128sin 5πt(N)
本题解析:(1)由图丙得, 线圈切割速度为 v=vmsin ωt ①
解得v=2sin 5πt (m/s)(3分)
(2) 线圈在磁场中做往复运动,切割磁感线的有效长度为L=2πr ②(1分)
由法拉第电磁感应定律,感应电动势为e=nBLv=nBLvmsin ωt ③(1分)
即产生正弦交变电流,感应电动势的峰值Em=nBLvm ④(1分)
代入数据得 Em=1.6 V(1分)
小电珠中电流的峰值为Im= ⑤(1分)
解得 Im=0.16 A(1分)
电压表示数即有效值,为 ⑥(1分)
解得:U=0.76V≈1.07 V(1分)
(3)线圈中电流瞬时值为i= ⑦(1分)
线圈受到安培力为F安=nBiL ⑧(1分)
由③⑦⑧得 F安=0.128sin 5πt(N)(1分)
本题难度:一般
5、选择题 如图(a)所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的铜圆环,规定从上向下看时,铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向.图(b)表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图象,则磁场B随时间t变化的图象可能是下图中的( )
A.
B.
C.
D.