第七章磁场电磁感应

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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: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