法拉第电磁感应定律

316-法拉第电磁感应定律1选择题1.英国物理学家法拉弟发现[]（A）电流通过导体，导体会发热；（B）通电导线周围存在磁场；（C）电磁感应现象；（D）通电导体在磁场里会受到力的作用。答：（C）。2.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P和Q平行放在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（A）P和Q将互相靠近；（B）P和Q均向左运动；（C）P和Q将互相远离；（D）P和Q均向右运动。答：（A）。3.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时[]（A）磁铁的加速度大于g；（B）磁铁的加速度小于g；（C）磁铁的加速度开始时小于g，后来大于g；（D）磁铁的加速度开始时大于g，后来小于g。答：（B）。4.关于感应电动势的正确说法是：[]（A）导体回路中的感应电动势的大小与穿过回路的磁感应通量成正比；（B）当导体回路所构成的平面与磁场垂直时，平移导体回路不会产生感应电动势；（C）只要导体回路所在处的磁场发生变化，回路中一定产生感应电动势；（D）将导体回路改为绝缘体环，通过环的磁通量发生变化时，环中有可能产生感应电动势。答：（D）。5.交流发电机是根据下列哪个原理制成的?[]（A）电磁感应；（B）通电线圈在磁场中受力转动；（C）奥斯特实验；（D）磁极之间的相互作用。答：（A）。6.关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是[]（A）任何导体在磁场中运动都产生感应电流；（B）只要导体在磁场中做切割磁力线运动时，导体中都能产生感应电流；（C）闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁力线运动时，导体中就会产生感应电流；（D）闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁力线方向运动时，导体中就会产生感应电流。答：（C）7.对于法拉第电磁感应定律tdd,下列说法哪个是错误的：[]（A）负号表示ε与的方向相反；（B）负号是约定ε和的正方向符合右手螺旋配合关系时的结果；（C）负号是楞次定律的体现；（D）用上式可以确定感应电动势的大小和方向。答：（A）。8.一金属OA在均匀磁场中绕通过O点的垂直轴OZ作锥形匀速度旋转，棒OA长0l，与OZ轴角为，旋转角速度为，磁感应强度为B，方向与OZ轴一致。OA两端的电势差是[]（A）cosBl；（B）sin0Bl（C）220cos21Bl；（D）220sin21Bl。答：（D）。9.将形状完全相同的铜环和木环静止放置，并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等，则不计自感时[]（A）铜环中有感应电动势，木环中无感应电动势（B）铜环中感应电动势大，木环中感应电动势小（C）铜环中感应电动势小，木环中感应电动势大（D）两环中感应电动势相等。答：（D）。10.一无限长直导体薄板宽为l，板面与z轴垂直，板的长度方向沿y轴，板的两侧与一个伏特计相接。整个系统放在磁感应强度为B的均匀磁场中，B的方向沿z正方向。如果伏特计与导体平板均以速度v向y正方向运动，则伏特计指示的读数值为[]（A）0；（B）vBl21；（C）vBl；（D）2vBl。答：（A）。11.感生电场是[]（A）由电荷激发，是无源场；（B）由电荷激发，是有源场；（C）由变化的磁场激发，是无源场；（D）由变化的磁场激发，是有源场。答：（C）。12.导体棒AB在匀强磁场B中，绕通过C点的垂直于棒且沿磁场方向的OO转动（角速度与B同方向），BC的长度为棒长的31，则[]（A）A点比B点的电势高（B）A点比B点的电势低（C）A点和B点的电势相等（D）有稳恒电流从A点流向B点。答：（A）。13.由导体组成的一矩形线框，以匀速率v从无磁场的空间进入一个均匀磁场中，然后从磁场中出来，又在无磁场空间中运动。问下列图中哪一个图正确表示了线框中电流对时间的函数关系。[]（A）图（a）；（B）图（b）；（C）图（c）；（D）图（d）。答：（B）。14.长度为l的直导线ab在均匀磁场B中以速度v移动，直导线ab中的电动势为[]（A）Blv（B）sinBlv（C）cosBlv（D）0答：（D）。lBbav15.涡旋电场和静电场存在差别。以下表达正确的是[]（A）涡旋电场是由静止电荷产生的，电场线从正电荷出发，终止于负电荷（B）静电场是无头无尾的闭合曲线（C）静电场一般情况下环流不为零（D）涡旋电场是无源场。答：（D）。16.矩形区域为均匀稳恒磁场，半圆形闭合导线回路在纸面内绕轴O作逆时针方向匀角速转动，O点是圆心且恰好落在磁场的边缘上，从半圆形闭合导线完全在磁场外时开始计时，哪条tE函数图象属于半圆形导线回路中产生的感应电动势？[]答：（A）。17.忽略空气阻力。当不太长的条形磁铁在闭合线圈内作振动时[]（A）振幅会逐渐加大（B）振幅会逐渐减少（C）振幅不变（D）振幅先减小后增大。答：（B）。18.无限长的载流导线附近放置一矩形闭合线圈，开始时线圈与导线在同一平面内，且线圈中两条边与导线平行。当线圈以相同的速率在图示的三种不同方向平动时，线圈感应电流[]（A）以情况I中为最大（B）以情况II中为最大（C）以情况III中为最大（D）情况I和情况II相同答：（B）。zBylV19.NM,为水平面内两根平行金属导轨，ab与cd为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线，外磁场垂直水平面向上。当外力使ab向右平移时，cd[]（A）不动（B）转动（C）向左移动（D）向右移动答：（D）。2填空题1.铁路的两条铁轨相距L，火车以v的速度前进，火车所在地处地磁场强度在竖直方向上的分量为B。两条铁轨除与车轮接通外，彼此是绝缘的。两条铁轨的间的电势差U为。答：BLv。2.如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是1____2答：。（也可填“大于”）3.当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的发生变化时，在导体回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。答：磁通量。4.把一个面积为S，总电阻为R的圆形金属环平放在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下，当把环翻转180的过程中，流过环某一横截面的电量为。答：RBS2。5.楞次定律：感生电流的磁场所产生的磁通量总是______________________。答：反抗回路中原磁通量的改变。6.如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下通过线圈截面电量的大小关系是1q____2q．答：=。（也可填“等于”）7.楞次定律是_____________定律在电磁现象领域中的表现。答：能量守恒。8英国物理学家经过坚持不懈的努力做了大量的实验，终于发现了电磁感应现象。答：法拉弟。（也可用外文：Faraday）9.用导线制造成一半径为m10.0r的闭合圆形线圈，其电阻10R，均匀磁场B垂直于线圈平面。欲使电路有一稳定的感应电流A01.0i，B的变化率应为____________。答：1sT18.3。10.如图所示，有一磁感强度T1.0B的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑。已知ab长m1.0，质量为kg001.0，电阻为1.0，框架电阻不计，取2sm10g，导体ab下落的最大速度_______。答：1sm10。11.如果导体不是闭合的，即使导体在磁场里做切割磁力线运动也不会产生感应电流，但在导体的两端产生_______。答：感应电动势。12.金属杆ABC处于磁感强度T1.0B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里（如图所示）。已知BCABm2.0，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得CA,两点间的电势差是V0.3，则可知BA,两点间的电势差abV。答：V0.2。13.半径为a的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n，通以交变电流tIIcos0，则围在管外的同轴圆形回路(半径为r)上的感生电动势为。答：tnIasinπ002。14.电磁感应定律数学表达式的微分形式是。答：tBE15.图中，半圆形线圈感应电动势的方向为。答：顺时针方向。16.在一横截面积为0.2㎡的100匝圆形闭合线圈，电阻为0.2Ω。线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈截面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示。线圈中感应电流的大小是______________。答：2A。17.如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、L2，回路的总电阻为R。从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt，（k0）那么在t为___________时，金属棒开始移动。答：2212LLkmgRt。3计算题1.磁场沿x方向，磁感强度大小为T6y，在yOz平面内有一矩形线框，在0t时刻的位置如图所示，求线框以1sm2v的速度平行于y轴匀速运动时，线框中的感应电动势与t的函数关系。解答及评分标准：解法一Bv的方向为z轴负向，BADC,边的感应电动势为0。（4分）设AD边感应电动势为1，BC边的为2，方向分别为从D到A、从C到B，矩形框的总电动势21()()()121266vlBBvlyyvlb轾=-=---=臌20.50.2V0.2V=创=（4分）方向为逆时针方向。（2分）解法二取逆时针方向为回路绕行方向，若01，则其沿回路绕行方向，反之亦然。穿过矩形框的磁通量为SBd=ylybyyd6226bylblb（4分）其中vty。矩形框中的电动势为tddvblV2.0（4分）方向为逆时针方向。（2分）2.中子星表面的磁感应强度为T108。若将一个电阻5.0，半径为m20.0的金属圆环放在中子星的表面翻转180，流过圆环截面的最大电荷量为多少？解答及评分标准：金属环在翻转中要获得流穿过环截面的感应电量的最大值，应将翻转前金属环面的法线方向置于中子星磁场方向，则通过环面的磁通量有最大值，翻转后磁通量为最大负值，这样翻转才有最大的磁通量改变，才能产生最大的感应电量。在中子星表面，最大感应电荷量为Rq21122BSRRF==（6分）8272103.140.205.02100.5C创?==?（4分）3.长直导线与矩形单匝线圈共面放置，导线与线圈的长边平行。矩形线圈的边长分别为ba,，它到直导线的距离为c（如图）。当直导线中通有电流tIIsin0时，求矩形线圈中的感应电动势。解答及评分标准：长直导线中通有电流tIIsin0，则空间的磁场分布为rIBπ20（3分）穿过矩形线圈的磁通为accrbrISBd12d0cacbIln20π（3分）矩形线圈中感应电动势为tddtcacbIcoslnπ200（4分）4.一载流长直导线中电流为I，一矩形线框置于同一平面中，线框以速度v垂直于导体运动，如图所示。当线框AB边与导线的距离为d时，试用法拉第电磁感应定律求出此时线框内的感应电动势，并标明其方向。解答及评分标准：法拉第定律需先求穿过闭合回路的磁通量。在线框平面内凡与长直导线距离相等处B大小相等方向相同，而在垂直长直导线方向B大小不等，于是计算穿过矩形框的磁通量时，应该取平行于长直导线的细长条面元，面元内各点磁感强度可视为大小相等方向相同，其磁通量等于磁感强度与面积的乘积，再积分计算整个矩形框的磁通量。解：如图所示，以长直导线为坐标原点取x轴向右。t时刻AB边距长直导线为x。在框内取宽为xd的面元xbSdd，面元法线垂直纸面向里，穿过矩形框的磁通量为xxIbaxxdπ20xaxIblnπ20（2分）tddtxxaxxIbddlnddπ20axxaIbvπ20（2分）当dx时矩形框上的电动势为adda