内容正文:
专题01 电磁感应
3大高频考点概览
考点01 感应电流的产生、楞次定律
考点02 法拉第电磁感应定律
考点03 向心力
地 城
考点01
圆周运动的描述
1.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)用如图所示装置探究电磁感应现象,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电池组上,线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上,把线圈A静置于线圈B的内部,线圈绕向如图均为逆时针方向(俯视),电流从灵敏电流计正接线柱流入时,指针向左偏,从灵敏电流计负接线柱流入时,指针向右偏。
(1)实验过程中,保持滑动变阻器滑片位置不动,开关闭合瞬间,电流计指针会向________偏转(填“左”或“右”);开关断开瞬间,电流计指针会向________偏转(填“左”或“右”)。
(2)为了探究影响感应电流的因素,闭合开关后,以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端(仪器无损坏),观察指针摆动情况;由此实验可得出恰当的结论是________(选填选项前字母);
A.滑片P从最左端滑到最右端,螺线管A的磁性变强
B.滑片P从最左端滑到最右端,螺线管A的磁性变弱
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
(3)为了探究影响感应电流的因素,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P不动,只以不同的速度插入线圈A,若三次依次插入的速度,观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度。由此实验现象可以得出直接的结论是________(填选项前字母)。
A.线圈A插入得越快,螺线管B中产生的感应电流越大
B.线圈A插入得越快,螺线管B中磁通量的变化量越大
C.线圈A插入得越快,螺线管A中产生的感应电流越大
D.线圈A插入得越快,螺线管A中磁通量的变化量越大
【答案】(1) 左 右
(2)AC
(3)A
【详解】(1)闭合开关瞬间,B线圈磁通量增加,根据楞次定律,可知感应电流从电流从灵敏电流计正接线柱流入,故指针向左偏;开关断开瞬间,B线圈磁通量减小,根据楞次定律,可知感应电流从电流从灵敏电流计负接线柱流入,故指针向右偏。
(2)AB.滑片P从最左端滑到最右端,线圈A中电流变大,螺线管A的磁性变强,故A正确;
CD.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小,不影响指针摆动方向,故C正确,D错误。
故选AC。
(3)滑动变阻器的滑片P不动,只以不同的速度插入线圈A,若三次依次插入的速度,观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度,由此实验可以得出直接的结论是线圈A插入得越快,螺线管B中产生的感应电流越大。
故选A。
2.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,一小磁针放到绝缘支架上处于静止状态,两组线圈分别绕在闭合铁芯两侧,不考虑铁芯漏磁,在开关闭合瞬间,下列说法正确的是( )
A.小磁针保持静止
B.小磁针的N极向里偏转
C.小磁针的N极向外偏转
D.小磁针向上跳起
【答案】B
【详解】闭合开关瞬间,穿过铁芯的磁通量顺时针增加,根据楞次定律可知线圈B中产生由下到上的感应电流,通过左边直导线的电流向下,由安培定则可知直导线左侧磁场向里,则小磁针的N极向里偏转。
故选B。
3.(22-23高二下·四川乐山·期末)如图所示,一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d,则( )
A.整个运动过程中,线圈中一直有感应电流
B.进入磁场和离开磁场的过程中,感应电流方向相同
C.进入磁场时感应电流方向顺时针,离开磁场时感应电流方向逆时针
D.进入磁场时感应电流方向逆时针,离开磁场时感应电流方向顺时针
【答案】D
【详解】由右手定则可知,线圈进入磁场的过程中,感应电流方向沿逆时针方向,当线圈完全在磁场中,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流的产生,线圈离开磁场时,根据右手定则,感应电流方向沿顺时针方向。
故选D。
4.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期中)如图甲所示,轻质细线吊着一质量为m=0.4kg、边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.线圈中的感应电流方向为顺时针 B.t=0时轻质细线的拉力大小等于3.9N
C.0-6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb D.0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
【答案】D
【详解】A.由于穿过线圈的磁通量向里增加,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流方向为逆时针,故A错误;
C.0-6s内穿过线圈磁通量的变化量为,故C错误;
D.0-6s内线圈产生的电动势为
线圈中的电流为
0-6s内线圈产生的焦耳热为,故D正确;
B.t=0时刻,线圈下边受到的安培力大小为
根据左手定则可知安培力方向向上,根据受力平衡可得
解得轻质细线的拉力大小为,故B错误。
故选D。
5.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,坐标轴把圆形分成四等份,每等份中都有磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图。扇形铜框恰好可与其中一份重合,从图示位置开始绕转轴O在同一水平面内以角速度逆时针匀速转动,其中虚线为匀强磁场的理想边界,圆形边界的半径为r,则( )
A.铜框转动一周过程中,感应电流方向始终不变
B.铜框转动一周过程中,感应电动势大小始终不变
C.铜框从图示位置转过时,感应电流方向为顺时针
D.铜框从图示位置转过时,感应电动势大小为
【答案】BD
【详解】A.根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。铜框在转动过程中,磁通量发生变化,在不同象限转动时,磁通量的变化情况不同,感应电流方向会改变,故A错误;
B.铜框转动切割磁感线产生的感应电动势为
在转动过程中,只要铜框在磁场中切割磁感线,其有效切割长度和转动角速度不变,产生的感应电动势大小就不变。铜框转动一周过程中,铜框两个半径一直切割磁感线,且产生的感应电动势方向相同,磁感应强度不变,有效切割长度和转动角速度不变,感应电动势大小始终不变,故B正确;
C.当铜框从图示位置转过60°时,穿过铜框的磁通量在增加,磁场方向垂直纸面向里,根据楞次定律,感应电流的磁场方向垂直纸面向外,再根据右手螺旋定则,感应电流方向为逆时针,故C错误;
D.当铜框从图示位置转过60°时,铜框两个半径在方向不同的两个磁场中做切割磁感线运动,则产生的感应电动势大小为,故D正确。
故选BD。
6.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向图中已标出,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.穿过圆环的磁通量减小 B.圆环有收缩的趋势
C.圆环中产生的顺时针方向的感应电流 D.圆环受到水平向右的摩擦力
【答案】B
【详解】AC.通电直导线中电流逐渐增大,根据右手螺旋定则可知,穿过圆环的磁通量向里增大;根据楞次定律可知,圆环中产生的逆时针方向的感应电流,故AC错误;
BD.穿过圆环的磁通量向里增大,根据增缩减扩结论可知,圆环有收缩的趋势;为了阻碍磁通量的增大,圆环有远离通电直导线的趋势,即圆环由水平向右的运动趋势,所以圆环受到水平向左的摩擦力,故B正确,D错误。
故选B。
7.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆固定不动,同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图中虚线位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中下列说法正确的是( )
A.金属杆所围回路中电流方向改变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆A所受安培力方向与运动方向相反
D.金属杆D所受安培力方向与运动方向先相反后相同
【答案】AD
【详解】A.由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小,金属杆所围回路内磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A正确;
B.由于金属杆所围回路的面积非均匀变化,故感应电流的大小不恒定,根据可知,通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的,故B错误;
CD.由上述分析,再根据左手定则,可知金属杆A所受安培力方向与运动方向先相同后相反,金属杆D所受安培力方向与运动方向先相反后相同,故C错误,D正确。
故选AD。
8.(23-24高二下·江苏苏州大学附属中学·)一三角形线圈在外力的作用下以速度匀速进出如图所示的匀强磁场区域,下列说法错误的是( )
A.线圈进、出磁场过程,感应电流方向相反
B.线圈进、出磁场过程,通过导线截面的电荷量相等
C.线圈进、出磁场过程,平均感应电动势大小相等
D.若该线圈再次以速度匀速进出上述磁场,线圈进、出磁场过程通过导线截面的电荷量仍相等,但均变成原来的2倍
【答案】D
【详解】A.根据题意,由楞次定律可知,线圈进磁场过程,感应电流方向为逆时针,出磁场过程,感应电流方向为顺时针,即线圈进、出磁场过程,感应电流方向相反,故A正确,不符合题意;
BCD.根据题意,由公式,,可得
线圈进、出磁场过程,磁通量的变化量均为
由于三角形线圈在外力的作用下以速度匀速进出磁场,则线圈进、出磁场过程时间相等,可知,线圈进、出磁场过程,通过导线截面的电荷量相等,线圈进、出磁场过程,平均感应电动势大小相等,若该线圈再次以速度匀速进出上述磁场,线圈进、出磁场过程通过导线截面的电荷量仍相等,且不变,故BC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
地 城
考点02
法拉第电磁感应定律
9.(18-19高二上·江苏连云港赣榆高级中学·)如图所示,在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B,其方向垂直纸面向外.一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合,当它以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动时,框架EFG中产生感应电动势,若经T/6线框转到图中的虚线位置,则在T/6时间内( )
A.平均感应电动势大小等于
B.平均感应电动势大小等于
C.顺时针方向转动时感应电流方向为
D.逆时针方向转动时感应电流方向为
【答案】AC
【详解】如图所示,两等边三角形所夹的小三角形为等边三角形,小三角形高为,根据对称性可知,小三角形的底边长为,则小三角形的面积为,根据法拉第电磁感应定律可知,,联立以上两式解得,A正确B错误;当导体沿逆时针转动时,穿过导体框的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流的方向应是逆时针E→F→G→E方向,C正确;当导体沿顺时针转动时,穿过导体框的磁通量也减少,根据楞次定律可知,感应电流的方向仍然是逆时针E→F→G→E方向,D错误.
10.(23-24高二下·内蒙古赤峰赤峰新城红旗中学·期中)如图所示,电阻不计的水平“U”形光滑导轨上接一个阻值为的电阻,放在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一半径为a、质量为m、电阻为r的半圆形硬导体棒AC(直径与导轨垂直,并接触良好),在水平向右的恒定外力F的作用下,由静止开始运动,当其速度为vm后匀速运动,下列说法正确的是( )
A.匀速运动时,导体棒AC的感应电动势为πaBvm
B.加速过程中导体棒AC的平均速度大于
C.电阻消耗的电功率与导体棒AC的速度大小成正比
D.匀速运动时,导体棒AC消耗的电功率为Fvm
【答案】B
【详解】A.匀速运动时,导体棒AC的感应电动势为
其中
解得
故A错误;
B.若导体棒做匀加速运动,则平均速度等于,但是由于导体棒AC做加速度减小的加速运动,如图
根据v-t运动图像可知,此过程中的位移大于做匀加速过程的位移,则此过程中导体棒AC的平均速度大于。故B正确;
C.电阻消耗的电功率
又
联立,解得
可知与导体棒AC的速度的平方成正比。故C错误;
D.匀速运动时,导体棒AC消耗的电功率为
又
联立,解得
故D错误。
故选B。
11.(18-19高二下·内蒙古鄂尔多斯第一中学·期中)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,下列说法正确的是( )
A.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b到a的方向通过R
B.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则相同时间内通过R的电量也变为原来的2倍
C.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
D.若圆盘的半径变为原来的2倍,则电流也变为原来的2倍
【答案】B
【详解】若从上向下看,圆盘顺时针转动,根据右手定则可知电流沿a到b的方向通过R,选项A错误;若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,根据,则感应电动势变为2倍,感应电流变为2倍,则由q=It可知,相同时间内通过R的电量也变为原来的2倍,由P=I2R可知,电流在R上的热功率也变为原来的4倍,选项B正确,C错误;根据可知,若圆盘的半径变为原来的2倍,则电动势变为4倍,则电流也变为原来的4倍,选项D错误.
12.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图甲所示,一个面积为S的n匝(图中只画了2匝)圆形线圈放在垂直纸面向里的磁场中,将线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表,线圈的电阻也为R,磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.0~时间内电压表的示数为
B.~时间内R上的电流为
C.0~和~时间内,流过线圈的电流之比为
D.0~和~时间内,外接电阻消耗的功率之比为
【答案】AB
【详解】A.时间内,根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势为
电压表测量路端电压,根据串联分压规律可知电压表示数
故A正确;
B.时间内,根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可知通过回路的电流
故B正确;
C.通过上述分析可知,和时间内,流过线圈的电流之比为
故C错误;
D.和时间内,外接电阻消耗的功率之比为
故D错误。
故选AB。
13.(23-24高二下·吉林金太阳联考·期中)如图甲所示,导体框架abcd放置于水平面内,ab平行于cd,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由N到M为感应电流I正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.在0~2s内根据楞次定律可知,感应电流从M到N,则电流为负方向;因不变,可知感应电动势不变,感应电流大小不变;同理在2~4s内根据楞次定律可知,感应电流从N到M,则电流为正方向;因不变,可知感应电动势不变,感应电流大小不变;选项AB错误;
CD.根据F=BIL在0~1s内B均匀减小,则安培力均匀减小,方向向右为正方向;在1~2s内B均匀增加,则安培力均匀增加,方向向左为负方向;在2~3s内B均匀减小,则安培力均匀减小,方向向右为正方向;在3~4s内B均匀增加,则安培力均匀增加,方向向左为负方向;选项C错误,D正确。
故选D。
14.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图所示,固定光滑斜面的倾角,与斜面底边平行的PQ、MN为斜面上有界匀强磁场的两条边界,宽度为D=1.6m的匀强磁场的磁感应强度大小B=0.8T、方向垂直于斜面向下。质量m=0.4kg、电阻的矩形导体框abcd置于斜面上,ab边长,bc边长为,cd边水平且与磁场边界PQ、MN平行,初始时cd边与PQ间的距离也为1.6m。现将导体框由静止开始释放,导体框在ab边进入磁场时仍然在加速,导体框在经过边界MN的过程中恰好做匀速运动,直至离开磁场区域,取重力加速度大小,求:
(1)导体框的cd边刚进入磁场时,cd边切割磁感线产生的感应电动势;
(2)导体框在经过边界MN的过程中的速度大小v;
(3)导体框通过匀强磁场的过程中,导体框产生的焦耳热Q。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)当导体框的cd边刚进入磁场时,设其速度大小为,根据动能定理可得
解得
导体框的cd边切割磁感线产生的感应电动势为
解得
(2)导体框在经过边界线MN的过程中做匀速运动,产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可知,回路中的电流为
导体框ab边受到的安培力大小为
根据受力平衡有
联立解得
(3)从开始释放到导体框的ab边离开磁场的过程中,根据能量守恒定律有
解得
15.有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界MN左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图(甲)所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的i-t图象如图(乙)所示,则进入磁场区域的金属线框可能是下图的( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,设线框总电阻是R,则感应电流 ,由图乙所示图象可知,感应电流先均匀变大,后恒定,最后均匀减小,由于B、v、R是定值,则导体棒的有效长度L应先变长,后恒定,最后均匀减小,且L随时间均匀变化,即L与时间t成正比
A.闭合圆环匀速进入磁场时,有效长度L先变大,后变小,但L不随时间均匀变化,不符合题意,故A错误;
B.六边形线框进入磁场时,有效长度L先均匀增大,后恒定,最后均匀减小,符合题意,故B正确;
C.梯形线框匀速进入磁场时,有效长度L先均匀增加,后不变,最后均匀减小,符合题意,故C正确;
D.三角形线框匀速进入磁场时,有效长度L先增加,后减小,且随时间均匀变化,不符合题意,故D错误
点睛:本题是一道关于感应电流的图象题,熟练应用导体棒切割磁感线产生的感应电动势公式、欧姆定律、分析清楚图象特点是正确解题的关键.
16.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,单匝线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次又以匀速进入同一匀强磁场。求:
(1)第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比;
(2)第二次进入与第一次进入过程中线圈产生热量之比;
(3)第二次进入与第一次进入过程中安培力做功之比。
【答案】(1)2:1
(2)2:1
(3)2:1
【详解】(1)设线圈面积为边长为L,总电阻为R,线圈进入磁场产生感应电动势为
又有
整理得
可知电流与ⅴ成正比,则第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比为
(2)线框匀速进入匀强磁场,产生感应电动势为恒定值,故产生感应电流为恒定电流由焦耳定律可知
整理得
即Q与v成正比,有
(3)由安培力及做功公式有
整理得
即W与v成正比,有
试卷第1页,共3页
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专题01 电磁感应
3大高频考点概览
考点01 感应电流的产生、楞次定律
考点02 法拉第电磁感应定律
考点03 向心力
地 城
考点01
圆周运动的描述
1.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)用如图所示装置探究电磁感应现象,将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电池组上,线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上,把线圈A静置于线圈B的内部,线圈绕向如图均为逆时针方向(俯视),电流从灵敏电流计正接线柱流入时,指针向左偏,从灵敏电流计负接线柱流入时,指针向右偏。
(1)实验过程中,保持滑动变阻器滑片位置不动,开关闭合瞬间,电流计指针会向________偏转(填“左”或“右”);开关断开瞬间,电流计指针会向________偏转(填“左”或“右”)。
(2)为了探究影响感应电流的因素,闭合开关后,以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端(仪器无损坏),观察指针摆动情况;由此实验可得出恰当的结论是________(选填选项前字母);
A.滑片P从最左端滑到最右端,螺线管A的磁性变强
B.滑片P从最左端滑到最右端,螺线管A的磁性变弱
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
(3)为了探究影响感应电流的因素,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P不动,只以不同的速度插入线圈A,若三次依次插入的速度,观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度。由此实验现象可以得出直接的结论是________(填选项前字母)。
A.线圈A插入得越快,螺线管B中产生的感应电流越大
B.线圈A插入得越快,螺线管B中磁通量的变化量越大
C.线圈A插入得越快,螺线管A中产生的感应电流越大
D.线圈A插入得越快,螺线管A中磁通量的变化量越大
2.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,一小磁针放到绝缘支架上处于静止状态,两组线圈分别绕在闭合铁芯两侧,不考虑铁芯漏磁,在开关闭合瞬间,下列说法正确的是( )
A.小磁针保持静止
B.小磁针的N极向里偏转
C.小磁针的N极向外偏转
D.小磁针向上跳起
3.(22-23高二下·四川乐山·期末)如图所示,一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d,则( )
A.整个运动过程中,线圈中一直有感应电流
B.进入磁场和离开磁场的过程中,感应电流方向相同
C.进入磁场时感应电流方向顺时针,离开磁场时感应电流方向逆时针
D.进入磁场时感应电流方向逆时针,离开磁场时感应电流方向顺时针
4.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨师范大学附属中学·期中)如图甲所示,轻质细线吊着一质量为m=0.4kg、边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.线圈中的感应电流方向为顺时针 B.t=0时轻质细线的拉力大小等于3.9N
C.0-6s内穿过线圈磁通量的变化量为3Wb D.0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
5.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,坐标轴把圆形分成四等份,每等份中都有磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图。扇形铜框恰好可与其中一份重合,从图示位置开始绕转轴O在同一水平面内以角速度逆时针匀速转动,其中虚线为匀强磁场的理想边界,圆形边界的半径为r,则( )
A.铜框转动一周过程中,感应电流方向始终不变
B.铜框转动一周过程中,感应电动势大小始终不变
C.铜框从图示位置转过时,感应电流方向为顺时针
D.铜框从图示位置转过时,感应电动势大小为
6.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向图中已标出,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.穿过圆环的磁通量减小 B.圆环有收缩的趋势
C.圆环中产生的顺时针方向的感应电流 D.圆环受到水平向右的摩擦力
7.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形,彼此接触良好,匀强磁场方向竖直向下。金属杆固定不动,同时沿图箭头方向移动,移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图中虚线位置时,金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中下列说法正确的是( )
A.金属杆所围回路中电流方向改变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆A所受安培力方向与运动方向相反
D.金属杆D所受安培力方向与运动方向先相反后相同
8.(23-24高二下·江苏苏州大学附属中学·)一三角形线圈在外力的作用下以速度匀速进出如图所示的匀强磁场区域,下列说法错误的是( )
A.线圈进、出磁场过程,感应电流方向相反
B.线圈进、出磁场过程,通过导线截面的电荷量相等
C.线圈进、出磁场过程,平均感应电动势大小相等
D.若该线圈再次以速度匀速进出上述磁场,线圈进、出磁场过程通过导线截面的电荷量仍相等,但均变成原来的2倍
地 城
考点02
法拉第电磁感应定律
9.(18-19高二上·江苏连云港赣榆高级中学·)如图所示,在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B,其方向垂直纸面向外.一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合,当它以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动时,框架EFG中产生感应电动势,若经T/6线框转到图中的虚线位置,则在T/6时间内( )
A.平均感应电动势大小等于
B.平均感应电动势大小等于
C.顺时针方向转动时感应电流方向为
D.逆时针方向转动时感应电流方向为
10.(23-24高二下·内蒙古赤峰赤峰新城红旗中学·期中)如图所示,电阻不计的水平“U”形光滑导轨上接一个阻值为的电阻,放在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一半径为a、质量为m、电阻为r的半圆形硬导体棒AC(直径与导轨垂直,并接触良好),在水平向右的恒定外力F的作用下,由静止开始运动,当其速度为vm后匀速运动,下列说法正确的是( )
A.匀速运动时,导体棒AC的感应电动势为πaBvm
B.加速过程中导体棒AC的平均速度大于
C.电阻消耗的电功率与导体棒AC的速度大小成正比
D.匀速运动时,导体棒AC消耗的电功率为Fvm
11.(18-19高二下·内蒙古鄂尔多斯第一中学·期中)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,下列说法正确的是( )
A.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b到a的方向通过R
B.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则相同时间内通过R的电量也变为原来的2倍
C.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
D.若圆盘的半径变为原来的2倍,则电流也变为原来的2倍
12.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图甲所示,一个面积为S的n匝(图中只画了2匝)圆形线圈放在垂直纸面向里的磁场中,将线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表,线圈的电阻也为R,磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.0~时间内电压表的示数为
B.~时间内R上的电流为
C.0~和~时间内,流过线圈的电流之比为
D.0~和~时间内,外接电阻消耗的功率之比为
13.(23-24高二下·吉林金太阳联考·期中)如图甲所示,导体框架abcd放置于水平面内,ab平行于cd,导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好,整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示,MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向,沿导体棒由N到M为感应电流I正方向,水平向右为导体棒所受安培力F的正方向,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(23-24高二下·内蒙古名校联盟·期中)如图所示,固定光滑斜面的倾角,与斜面底边平行的PQ、MN为斜面上有界匀强磁场的两条边界,宽度为D=1.6m的匀强磁场的磁感应强度大小B=0.8T、方向垂直于斜面向下。质量m=0.4kg、电阻的矩形导体框abcd置于斜面上,ab边长,bc边长为,cd边水平且与磁场边界PQ、MN平行,初始时cd边与PQ间的距离也为1.6m。现将导体框由静止开始释放,导体框在ab边进入磁场时仍然在加速,导体框在经过边界MN的过程中恰好做匀速运动,直至离开磁场区域,取重力加速度大小,求:
(1)导体框的cd边刚进入磁场时,cd边切割磁感线产生的感应电动势;
(2)导体框在经过边界MN的过程中的速度大小v;
(3)导体框通过匀强磁场的过程中,导体框产生的焦耳热Q。
15.有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界MN左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图(甲)所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域,线框中的电流随时间变化的i-t图象如图(乙)所示,则进入磁场区域的金属线框可能是下图的( )
A. B. C. D.
16.(24-25高二下·内蒙古赤峰松山区·期中)如图所示,单匝线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次又以匀速进入同一匀强磁场。求:
(1)第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比;
(2)第二次进入与第一次进入过程中线圈产生热量之比;
(3)第二次进入与第一次进入过程中安培力做功之比。
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