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4.4 法拉第电磁感应定律
一.选择题
1.当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时,从中释放一颗卫星,卫星与航天飞机保持相对静止,两者用导电缆绳相连,这种卫星称为“绳系卫星”.现有一颗卫星在地球赤道上空运行,卫星位于航天飞机正上方,卫星所在位置地磁场方向由南向北.下列说法正确的是( )
A.航天飞机和卫星从西向东飞行时,图中B端电势高
B.航天飞机和卫星从西向东飞行时,图中A端电势高
C.航天飞机和卫星从南向北飞行时,图中B端电势高
D.航天飞机和卫星从南向北飞行时,图中A端电势高
2.如图所示,螺线管的导线的两端与两平行金属板相接,一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间,并处于静止状态,当条形磁铁突然插入螺线管时,小球的运动情况是( )
A.向左摆动 B.向右摆动
C.保持静止 D.无法判定
3.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )
A. B. C. D.
4.(多选)如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是( )
A.感应电流方向始终沿顺时针方向不变
B.CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势最大值Em=Bav
D.感应电动势平均值=πBav
5.如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体棒绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,a与O的距离很近,可以忽略.则a端和b端的电势差Uab等于( )
A.2BL2ω B.4BL2ω C.6BL2ω D.8BL2ω
6.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示,则( )
A.线圈中0时刻的感应电动势最大
B.线圈中t1时刻的感应电动势最大
C.线圈中0至t1时间内平均感应电动势为0.4 V
D.线圈中t1至t2时间内感应电动势逐渐减小
7.(多选)如图甲所示线圈的匝数n=100匝,横截面积S=50 cm2,线圈总电阻r=10 Ω,沿轴向有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在开始的0.1 s内( )
A.磁通量的变化量为0.25 Wb
B.磁通量的变化率为2.5×10-2 Wb/s
C.a、b间电压为0
D.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25 A
8.如图所示,有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路,内部存在着垂直于回路平面向里的匀强磁场B,已知圆的半径r=5 cm,电容C=20 μF,当磁场B以4×10-2 T/s的变化率均匀增加时,则( )
A.电容器a板带正电,电荷量为2π×10-9 C
B.电容器a板带负电,电荷量为2π×10-9 C
C.电容器b板带正电,电荷量为4π×10-9 C
D.电容器b板带负电,电荷量为4π×10-9 C
9.(多选)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=5000匝,横截面积S=20cm2,螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化(规定磁感应强度B向下为正),则下列说法中正确的是( )
A.螺线管中产生的感应电动势为1V
B.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5×10-2W
C.电路中的电流稳定后电容器下极板带负电
D.S断开后,流经R2的电流方向由下向上
10.如图所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面向里,一根足够长的直金属棒与导轨成60°角放置,且接触良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,其他电阻不计,电阻R中的电流为( )
A. B. C. D.
11.如图所示,PQRS为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,边界MN与线框的边成45°角,E、F分别为PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是( )
A.当E点经过边界MN时,线框中感应电流最大
B.当P点经过边界MN时,线框中感应电流最大
C.当F点经过边界MN时,线框中感应电流最大
D.当Q点经过边界MN时,线框中感应电流最大
12.(多选)粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出