1、选择题 如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是( )
A.a、b两个环
B.b、c两个环
C.a、c两个环
D.a、b、c三个环
参考答案:A
本题解析:当滑片左、右滑动时,通过a、b的磁通量变化,而通过c环的合磁通量始终为零,故a、b两环中产生感应电流,而c环中不产生感应电流.
本题难度:简单
2、选择题 如图所示.导线足够长当导线中通有恒定电流I时,以下做法中,线框(abcd)中没有感应电流产生的是(? )
A.线框上下移动
B.线框左右移动
C.线框以cb边为轴转动
D.线框以ad边为轴转动
参考答案:A
本题解析:通过线圈的磁通量发生变化时,则线框abcd中就会产生感应电流。
A、当线框上下移动时,通过线框的磁通量没有变化,所以没有感应电动势,也没有感应电流;正确
B、当线框左右移动,由于距通电导线的远近不同导致磁场的强弱变化,所以使得穿过线框的磁通量变化,从而产生感应电流;错误
C、当线框以cb边为轴转动,穿过线框的磁通量发生变化,所以有感应电流;错误
D、当线框以ad边为轴转动,穿过线框的磁通量发生变化,所以有感应电流;错误
故选A
点评:使穿过线框的磁通量发生的变化原因可能有,磁场变化导致磁通量变化、面积变化导致磁通量变化、磁场与面积均变化导致磁通量变化、、磁场与面积均不变,而是放置的角度变化导致磁通量变化。
本题难度:简单
3、简答题 (14分)如图所示,在质量为M=0.99kg的小车上,固定着一个质量为m=10g、电阻R=1W的矩形单匝线圈MNPQ,其中MN边水平,NP边竖直,高度l=0.05m。小车载着线圈在光滑水平面上一起以v0=10m/s的速度做匀速运动,随后进入一水平有界匀强磁场(磁场宽度大于小车长度),完全穿出磁场时小车速度v1=2m/s。磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B=1.0T。已知线圈与小车之间绝缘,小车长度与线圈MN边长度相同。求:
(1)小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向;
(2)小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q;
(3)小车进入磁场过程中线圈克服安培力所做的功W。
参考答案:(1)0.5A,电流方向为M→Q→P→N→M
(2)48J
(3)32J
本题解析:(1)线圈切割磁感线的速度v0=10m/s,感应电动势E=Blv0=1×0.05×10=0.5V(1分)
由闭合电路欧姆定律得线圈中电流 A?(2分)
由楞次定律知线圈中感应电流方向为M→Q→P→N→M ?(1分)
(2)线圈进入磁场和离开磁场时克服安培力做功,动能转化成电能,产生的电热
(J)(4分)
能量关系正确得 2分,结果正确再得2分。
(3)设小车完全进入磁场后速度为v,
在小车进入磁场从t时刻到t+⊿t时刻(⊿t→0)过程中
(1分)
即
求和得?(1分)
同理得?
而(1分)
又线圈进入和穿出磁场过程中磁通量的变化量相同,因而有q入=q出(1分)
故得?v0-v = v-v 1?即 v = =" 6" m/s (1分)
所以,小车进入磁场过程中线圈克服安培力做功
(J)(1分)
本题难度:一般
4、选择题 当穿过线圈的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是( )
A.线圈中一定有感应电流
B.线圈中一定有感应电动势
C.感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比
D.感应电动势的大小跟线圈的电阻有关
参考答案:A、当线圈中的磁通量发生变化时,若线圈是闭合的,则有感应电流,若不闭合,则无感应电流,有感应电动势.故A错误,B正确,
C、根据法拉第电磁感应定律,E=N△?△t.知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比.故C错误.
D、感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与线圈电阻无关.当电路闭合,则感应电流与线圈电阻有关.故D错误;
故选:B.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,边长为L的正方形金属框,匝数为n,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为5mg,下列说法正确的是
A.线圈的感应电动势大小为nkL2
B.细绳拉力最大时,金属框受到的安培力大小为mg
C.从t=0开始直到细线会被拉断的时间为
D.以上说法均不正确
参考答案:C
本题解析:A.根据法拉第电磁感应定律,则感应电动势,A错误;
B.由楞次定律知线圈中有逆时针方向的电流,由左手定则知线圈受的安培力向下,细绳拉力最大时,5mg=mg+F,金属框受到的安培力大小为F=4mg,B错误;
C.安培力F=nBIL=nBL=,根据左手定则可知,安培力方向向下,故当细线承受的最大拉力为5mg时有:T=5mg=F+mg,将F代人解得:,C正确;
故选:C
本题难度:一般