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1、第十一章电 磁 感 应第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流一、 单项选择题1. (2010汕头一模)如图,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,导轨左端接有电阻R,导体棒垂直跨接在导轨上.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场.开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场匀速向右移动时()A. 电阻R中没有电流通过B. 电阻R中有电流通过,方向从a向bC. 导体棒将向右运动D. 导体棒将向左运动2. (2012湛江模拟)如图甲所示,一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中、磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成45角,O、O分别是ab边和cd边的中点.
2、现将线框右半边ObcO绕OO逆时针旋转90到图乙所示位置.在这一过程中,导线中通过的电荷量是()A. B. C. D. 03. 如图,匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A. B. C. D. 4. 如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略.下列说法中
3、正确的是()A. 当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮B. 当接通电路时,A1和A2始终一样亮C. 当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭D. 当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭二、 双项选择题5. (2011山东模拟)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,下列说法中正确的是()A. 感应电流方向发生改变B. CD段直线始终不受安培力C. 感应电动势最大值E=BavD. 感应电动势平均值 =Bav6. (2
4、012深圳模拟)如图所示,将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中,磁场方向与其平面垂直.现在AB、CD的中点处连接一个电容器,其上、下极板分别为a、b,让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动,则()A. ABCD回路中有感应电流B. A与D、B与C间有电势差C. 电容器a、b两极板分别带上负电和正电D. 电容器a、b两极板分别带上正电和负电7. 一金属线框从离磁场区上方高h处自由下落,然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中.在进入磁场的过程中,下列说法中正确的是()A. 线框可能做加速运动,加速度agB. 线框可能做匀速运动C. 线框一定做减速运动D. 线框会反跳回原处8. 如图所
5、示实验中,带铁芯的、电阻较小的线圈L与A灯并联,当闭合开关S后,灯A正常发光.下列说法中正确的是()A. 当开关S断开瞬间,灯A立即熄灭B. 当开关S断开瞬间,灯A突然闪亮一下再熄灭C. 若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A立即熄灭D. 若用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮后熄灭9. 光滑金属导轨宽L=0.4 m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个轨道平面,磁感应强度B=1 T,如图所示.金属棒ab的电阻为1 ,自t=0时刻起金属棒ab在力F的作用下以v0=1 m/s的速度向右匀速运动,则()A. 回路中电动势为0.8 VB. ab棒所受外力F
6、不断变小C. 回路中电流为0.4 AD. ab棒所受安培力为0.16 N三、 非选择题10. 如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率=-k,k为正的常量.用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的线框.将线框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:(1) 导线中感应电流的大小.(2) 磁场对线框作用力的大小随时间的变化率.11. (2012阳江模拟)如图,宽度L=0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4 T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1 kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并与框架
7、接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从x0=1 m处以v0=2 m/s的初速度,沿x轴负方向做a=2 m/s2的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用.求:(1) 金属棒ab运动0.5 m,框架产生的焦耳热Q.(2) 框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系.(3) 为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4 s过程中通过ab的电荷量q,某同学解法为:先算出经过0.4 s金属棒的运动距离s,以及0.4 s时回路内的电阻R,然后代入q=求解.指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果.第2讲法拉第电磁感应定律自感涡流1. C2. A3. C4.
8、C5. CD6. BC7. AB8. BC9. CD10. (1) 线框中产生的感应电动势E=l2k,在线框产生的感应电流I=,R=,解得I=,故导线中感应电流的大小为 .(2) 导线框所受磁场力的大小为F=BIl,它随时间的变化率为=Il.联立可得 =.11. (1) 金属棒仅受安培力作用,其大小为F=ma=0.12 N=0.2 N.金属棒运动0.5 m,框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功所以Q=Fs=0.20.5 J=0.1 J.(2) 金属棒所受安培力为F=BIL.I=.所以F=v=ma.由于棒做匀减速直线运动v=.所以R= =0.4.(0x1 m)(3) 错误之处是把0.4 s时回路内的电阻R代入q=进行计算.正确的解法是q=It.因为F=BIL=ma.所以q=t=0.4 C=0.4 C. - 6 -