考点规范练28法拉第电磁感应定律 自感现象

考点规范练28 法拉第电磁感应定律 自感现象

考点一 法拉第电磁感应定律理解及基本应用

1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

考点二 感生电动势问题

2.(多选)(2014·陕西西安一中模拟)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1 500匝,横截面积S=20 cm2。螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,C=30 μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是( )

A.螺线管中产生的感应电动势为1 V

B.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5×10-2 W C.电路中的电流稳定后电容器下极板带正电 D.S断开后,流经R2的电荷量为1.8×10-5 C

3.(2014·云南一模)如图甲所示,线圈ABCD固定于此磁场中,磁场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示,则磁场的变化情况可能是图丙中的( )

丙

4.(2013·山东理综,18)将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向左为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是( )

5.(2014·河南重点中学联考)如图甲所示,正三角形导线框abc固定在磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示。t=0时刻磁场方向垂直纸面向里,在0~4 s的时间内,线框ab边所受到的安培力F随时间t变化的关系(规定水平向左为力的正方向)可能是下图中的( )

6.(多选)(2013·四川理综,7)如图所示,边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=。闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势,则( )

A.R2两端的电压为 B.电容器的a极板带正电

C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍 D.正方形导线框中的感应电动势为kL2

7.如图甲所示,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心O在区域中心。一质量为m、电荷量为q(q>0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中T0=。设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略。

(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0;

(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的电场强度大小相等。试求t=T0到t=1.5T0这段时间内:

①细管内涡旋电场的电场强度大小E; ②电场力对小球做的功W。

考点三 动生电动势问题

8.(多选)(2014·重庆一中质检)在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下。北京平安大街上,如图所示,某人骑车从东往西行驶,则下列说法正确的是( ) A.自行车左车把的电势比右车把的电势高 B.自行车左车把的电势比右车把的电势低 C.图中辐条AB此时A端比B端的电势高 D.图中辐条AB此时A端比B端的电势低

9.(2013·北京理综,17)如图,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( ) A.c→a,2∶1 C.a→c,1∶2

B.a→c,2∶1 D.c→a,1∶2

10.(2014·福建理综,22)如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为l、宽为d、高为h,上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变。

(1)求开关闭合前,M、N两板间的电势差大小U0; (2)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化Δp;

(3)调整矩形管道的宽和高,但保持其他量和矩形管道的横截面积S=dh不变,求电阻R可获得的最大功率Pmax 及相应的宽高比的值。

11.(2013·广东理综,36)如图甲所示,在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图乙所示,其中ab段和bc段均为直线,且ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0 Ω,B=1.0 T,r=0.2 m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻。

甲

乙

(1)根据图乙写出ab、bc段对应的I与ω的关系式; (2)求出图乙中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc;

(3)分别求出ab、bc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式。