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法拉第电磁感应定律的理解和应用
1.考点及要求:(1)法拉第电磁感应定律(Ⅱ);(2)自感、涡流(Ⅰ).2.方法与技巧:要灵活ΔΦΔBΔS利用E=n的变形式E=nS和E=nB求解问题.
ΔtΔtΔt
1.(定律的理解)穿过同一闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图1中的①~④
所示,下列关于回路中感应电动势的论述正确的是( )
图1
A.图①回路产生恒定不变的感应电动势 B.图②回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③回路0~t1时间内产生的感应电动势小于t1~t2时间内产生的感应电动势 D.图④回路产生的感应电动势先变小再变大
2.(定律的应用)在半径为r、电阻为R的圆形导线框内,以直径为界,左、右两侧分别存在着方向如图2甲所示的匀强磁场.以垂直纸面向外的磁场为正,两部分磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图乙所示.则0~t0时间内,导线框中( )
图2
A.没有感应电流
B.感应电流方向为逆时针 πrB0
C.感应电流大小为
2
t0R2πrB0D.感应电流大小为
2
t0R3.(自感现象)如图3所示的电路中,L为自感线圈,其直流电阻与电阻R相等,C为电容器,电源内阻不可忽略.当开关S由闭合变为断开瞬间,下列说法正确的是( )
1
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图3
A.通过灯A的电流由c到d B.A灯突然闪亮一下再熄灭 C.B灯无电流通过,不可能变亮 D.电容器立即放电
4.如图4所示的电路,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断正确的是( )
图4
A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为E B.闭合S,稳定后,电容器的a极板带正电 C.断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电 D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电
5.(多选)如图5所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是( )
图5
A.感应电流一直沿顺时针方向
B.线圈受到的安培力先增大,后减小 C.感应电动势的最大值E=Brv
Br2+πr2
D.穿过线圈某个横截面的电荷量为
R6.(多选)用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径,如图6所示,在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场,磁场垂直圆环所在ΔB平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率=k(k<0),则( )
Δt2
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图6
A.圆环中产生逆时针方向的感应电流 B.圆环具有扩张的趋势
C.圆环中感应电流的大小为||
2ρ12
D.图中a、b两点间的电压U=|kπr|
4
7.如图7甲所示,质量为2 kg的绝缘板静止在粗糙水平面上,质量为1 kg、边长为1 m、电阻为 Ω的正方形金属框ABCD位于绝缘板上,E、F分别为BC、AD的中点.某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB边恰在磁场边缘以外;FECD区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B2= T,CD边恰在磁场边缘以内.假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g=10 2
m/s.则( )
krS
图7
A.金属框中产生的感应电动势大小为1 V B.金属框受到向左的安培力大小为1 N C.金属框中的感应电流方向沿ADCB方向
D.如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为,则金属框可以在绝缘板上保持静止
8.如图8所示,边长为a的导线框ABCD处于磁感应强度为B0的匀强磁场中,BC边与磁场右边界重合,现发生以下两个过程:一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动;二是仅使磁感应强度随时间均匀变化.若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等,则磁感应强度随时间的变化率为( )
图8
9.(多选)如图9甲所示,abcd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,导体棒PQ与ad、bc接触良好,整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B随时间3