第七章磁场电磁感应

1第七章磁场电磁感应第一节磁场1：一根导线长0.2m，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大磁场力是6×10－2N，则该处的磁感强度B的大小是＿＿＿＿T。如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是＿＿＿＿＿＿T。2：如图1—7—1所示，M、N中有一个是电源，另一个是用电器。当用导线连起来使用电器工作时。把一个小磁针放在a点下方、b点上方，磁针的N极向纸外偏转，用电压表测a、b两点的电压时，发现a的电势比b高，由此可判断出M是____，N是_____。3:已知线框面积为s，开始时线框平面法线与磁场方向成θ角，如图l—7—2所示。现将线框从水平位置顺时针转到竖直位置，线框磁通量的变化量是＿＿＿＿。4：6根互相绝缘且通过大小相等电流的导线围成四个相同的正方形，如图l—7－3所示，其中方向指向纸内、磁感强度最大的正方形区域是()(A)1(B)2(C)3(D)42第二节磁场对电流的作用(一)1：在赤道上空，沿东西方向水平放置一根导线，通以由西向东的电流，则此通电导线受到地磁场的作用力方向是＿＿＿＿＿2：如图l—7－5所示，质量为lkg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道a、b上，并由a轨道向b轨道输送50A的电流，若金属杆与轨道的动摩擦因数为0.6，轨道处于竖直方向的匀强磁场中，欲使杆向右匀速滑行，两轨道间的磁场方向应为_______，其磁感强度B的大小为________。3:在0.3T的匀强磁场中，有一根30cm长的导AD，被折成如图1－7－7所示形状并且AB=BC=CD=10cm，当导线内通以由A到D且大小为2A的电流时，它所受磁场力的大小为＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿。4：在倾角为α的光滑绝缘斜面上，平行斜面底边有一通电直导线棒ab，通以如图1-7—7所示由a到b方向的电流，棒长为L，质量为m。如要使棒可以静止在斜面上，所加磁感强度最小值应为____，方向是______。要使棒静止时对斜面压力恰好为零，所加匀强磁场的磁感强度的最小值为_______，方向是_______。5:如图1—7—8所示，圆环中通过逆时针方向的电流I1，长直导线通过环中心且固定不动，当长直导线内通入向上的电流I2时，环的运动情况是()(A)向右运动(B)向左运动(C)俯视时是逆时针转动(D)俯视时是顺时针转动6:如图1—7—9所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线中的拉力之和小于MN的重力而大于零，下列可使悬线中张力为零的是()(A)适当增大电流(B)使电流反向并适当减小(C)保持电流f不变，适当增大B(D)使电流反向，适当减小B磁场对电流的作用(二)1：如图1—7—10所示，电源电动势为2v，水平放置的导轨间距为20cm，处于方向如图所示且磁感强度B＝0.1T的匀强磁场中，质量为0.1kg的导体棒ab与导轨成600角，并可以在其上自由滑动，整个回路电阻R=0.2Ω。闭合K的瞬间ab棒的加速度为______m／s2，方向_______。2：如图1—7—11所示是一种自动跳闸的闸刀开关，O是固定转动轴，A是手柄，C是闸刀卡口，MN是通电的电极，闸刀处在垂直纸面向里的磁感强度为0.1T的匀强磁场中，CO间的距离是10cm，C处的最大静摩擦力是1N，闸刀通电，电流方向从N—O－C—M，要使闸刀能自动跳闸，电流至少要达到()(A)200A(B)10A(C)5A(D)2A3：如图1-7—12所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央偏右的上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则()(A)磁铁对桌面的压力增大(B)磁铁相对桌面有向右的运动趋势．(C)磁铁对桌面的压力减小(D)磁铁相对桌面有向左的运动趋势4：如图1－7—13所示，质量为m、电阻不计的金属杆ab，故茬宽为L、倾角为θ的导轨上，导轨电阻也不计，其上端接电动势为ε、内阻为零的直流电源和可变电阻R。磁感强度为B的匀强磁场竖直向上。金属杆ab与导轨问的最大静摩擦力为f。欲使ab静止在导轨上不动，求可变电阻R的取值范围。5:图l-7—14所示为一通电线框，可绕OO轴转动，竖直向下的匀强磁场B＝1T，线框为边长5m的正方形，重为0.2N。当通有电流时，线框与竖直面夹角370而平衡，求电流的大小和方向。图1－7－6图1－7－10图1－7－9图1－7－8图1－7－13图1－7－143电磁感应现象感应电流的方向(一)1：如图1—7—15所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点电势比B点电势＿＿＿＿＿；当磁铁突然向右抽出时，A点电势比点电势＿＿＿＿＿。2：如图1－7—16所示，当滑动变阻器的滑动片迅速向上移动时，线圈L2中感应电流方向是＿＿＿＿＿，ab受到的磁场力方向是__________。3:通电长导线OO上通有竖直向上的稳恒电流，闭合的矩形金属框abcd与它在同一平面中，且ab与cd都和OO平行(如图l-7—17所示)。在下列各情况中，金属框abcd内感应电流的情况是：(1)金属框沿平行于OO的方向向上平移时____；(2)金属框沿垂直于OO的方向在同一平面上向右平移时_________；(3)金属框以00'为轴，垂直纸面向外转动时_________；(4)金属框以ab边为轴，cd边向纸面外转动时______4:如图1—7—18所示，三个线圈同在一个平面内，当电流l减小时，a、b线圈中的感应电流方向为()(A)都为顺时针方向(B)a线圈中为顺时针方向，b线圈中为逆时针方向(C)都为逆时针方向(D)b线圈中为顺时针方向，a线圈中为逆时针方向5:如图1—7—19所示，在直立的条形磁铁外面，水平套有一闭合金属环。现让金属环由N极下落到S极，则环中感应电流的方向(若从上向下俯视)为()(A)沿顺时针方向(B)先沿顺时针方向，后沿逆时针方向(C)沿逆时针方向(D)先沿逆时针方向，后沿顺时针方向图1－7－64电磁感应现象感应电流的方向(二)1:水平放置的绝缘光滑导轨上沿导轨方向固定一条形磁铁，如图1—7—20所示。有铜、铁、铝和有机玻璃制成的四个滑块，分别从导轨上A点以一定初速v0向磁铁滑去。其中做加速运动的是_______，做匀速运动的是______，做减速运动的是____。2:如图1—7—21所示，放在桌面上的闭合铁心左、右两边都绕上线圈，每个线圈两端均与水平导轨相连。导轨上分别放置光滑金属棒a和b，形成两个闭合回路。竖直向下的匀强磁场垂直穿过两个回路。当金属棒a沿导轨匀速向左运动时，金属棒b的运动情况是_________；当金属棒a沿导轨向左匀加速前进时，金属棒b的运动情况是＿＿＿＿3:如图l-7—22所示，闭合螺线管有一定弹性，可以伸缩。接通电源后灯泡有一定亮度，螺线管有一定长度。现将软铁棒从右向左插入螺线管内(铁棒与螺线管间绝缘)，在此过程中灯泡的亮度将变______，螺线管的长度将变_________4:如图1—7—23所示，小金属环靠近大金属环，两环互相绝缘，且在同一平面内。小圆环有一半面积在大圆环内，在大圆环接通电源的瞬间，小圆环中(．)(A)无感应电流(B)有顺时针方向的感应电流(C)有逆时针方向的感应电流(D)无法确定感应电流的方向5:一平面线圈用细杆悬于P点，开始细杆处于水平位置，释放后让它在如图1—7—24所示的匀强磁场中运动，线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次经位置1和位置2时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为()(A)位置1时为逆时针方向，位置2时为逆时针方向(B)位置1时为逆时针方向，位置2时为顺时针方向(C)位置1时为顺时针方向，位置2时为顺时针方向(D)位置1时为顺时针方向，位置2时为逆时针方向第四节法拉第电磁感应定律(一)1:一个200匝、面积为20cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成300角，磁感强度在0.05S内由0．1T增加到0．5T。在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是_______，磁通量的变化率是_____，线圈中感应电动势的大小是_______2:如图1-7—25所示，两个由完全相同的金属导线制成的金属圆环在同一平面上同心放置，r2=r1，小圆环内有磁场，并使磁感强度均匀地变化。则大圆环中感应电流与小圆环中感应电流之比是_______。3:如图1—7—26所示，有一个电阻不计的光滑导体框架，水平放在磁感强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中，框架宽为l，框架上放一质量为m、电阻为R的导体棒。现用一水平恒力F作用于棒上，使棒由静止开始运动。当棒的速度为零时，棒的加速度大小为________；当棒的速度为v，时，棒的加速度为______；当棒的加速度为零时，其速度为_____。4:如图1-7—27所示，有一水平放置的铜盘，处在竖直向上的匀强磁场中。当圆盘绕中心轴0匀速转动(从上向下看是逆时针方向转动)时，铜盘相当于一个直流发电机。当A0与外电路接通时，设电流强度为I1，AB与外电路接通时，设电流为I2。关于I1、I2，下列说法中正确的为()(A)I1方向AROA，I2方向ARBA(B)I1方向0RA0，I2为零(C)I1方向AROA，I2为零(D)I1为零，I2方向ARBA；5：金属线框abfcde中，ab、dc、ef电阻率较大的导线它们的电阻均为R，aed和bfc为电阻可忽略的导线。线框中各段长度为ab=ef=dc=L，ae=bf=2L/3，ed=fc=L/3。有一磁感强度为B的匀强磁场与线框平面垂直，边缘清晰且足够大。线框在拉力作用下以恒定速度v进入磁场，如图1—7—28所示，求从dc边进入磁场到ab边进入磁场的过程中，拉力F所做的功。图1-7-235法拉第电磁感应定律(二)1:如图1-7-29所示，金属框架立在一个竖直平面上，质量为10－2kg的金属棒MN可在框架上无摩擦地滑动，棒长为0.5m，框架上的安培表内阻0.1Ω，其余电阻均不计，磁感强度为lT的匀强磁场垂直穿过平面。棒在重力作用下做加速运动时，加速度的计算式a=____，它的最大速度v=_____，此时电流表的示数为＿＿＿，作用在棒上安培力的大小为＿＿＿电路中磁通量每秒钟增加＿＿＿wb。2：如图1—7—30所示，平行金属导轨的倾角为α，其上端通过电阻R连接，另有一金属直棒ab放在导轨上。从某时刻起在导轨平面内加上一个磁，感强度B随时间均匀增大的、方向竖直向上的匀强磁场，棒ab静止不动。经过t时问后，棒开始滑行。在这t时间内金属棒ab所受的摩擦力大小的变化情况是()、(A)不断增大(B)不断减小(C)先增大，后减小(D)先减小，后增大3：如图1—7—31所示，在足够大的磁感强度为B的匀强磁场中，有一个半圆形导线abc，b是它的中点。导线在纸面上，磁场垂直纸面向内。若导线沿ac方向在纸上以速度v平移时，电压Uab=______，Uac=______。若导线沿与ac垂直方向以速度v在纸面上向左平移时，电压Uac=____，Ubc=______。若导线以通过a点的、与纸面垂直的轴在纸面上以角速度ω顺时针匀速转动时，电压Uab=_____，Ubc=________。4:如图1—7—32所示，每条长度都为L的七条金属丝组成一个“日”字形线框，总质量为m，它的三条横边电阻都为r，竖直的两条边电阻不计。让它自空中一定高度处自由下落，在它下面有一个水平向里的匀强磁场，磁感强度为B，磁场高度也为L。当线框下边刚入磁场时，线框恰做匀速运动。求线框从开始落下到全部通过磁场共经历的总时间。6第五节电磁现象的分析和计算1:如图1-7—33所示，一圆环及内接、外切的两个正方形框均由相同的绝缘导线制成，并各自形成闭合电路，三者的电阻之比为＿＿＿＿；把它们置于一匀强磁场中，当磁场发生变化时，三个电路内的电流强度之比是＿＿＿＿＿。2：电磁流量计如图l—7—34所示，用非磁性材料做成的圆管道，外加一匀强磁场。当管中导电液体流过此区域时，测出管壁上a、b两点间的电动势为ε，就可以知管中液体的流量Q，Q为单位时间内流过管道横截面的液体体积m3／s。已知管道直径为D，磁感强度为B，则Q与ε问的关系为＿＿＿＿＿＿＿。3：