磁场 电磁感应练习

第九章磁场电磁感应第一节磁感强度一、填空题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—9—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1—9—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_________.三、单选题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1—9—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)45．如图1—9—4所示，两个半径相同、粗细相同且互相垂直的圆形导线圈，可以绕通过公共的轴线xx’自由转动，分别通以相等的电流，设每个线圈中电流在圆心处产生磁感强度为B，当两线圈转动而达到平衡时，圆心O处的磁感强度的大小是()(A)B(B)B(C)2B(D)0第二节磁场对电流的作用(一)一、填空题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1—9—5所示，质量为lkg的金属杆静止于相距lm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，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长的导线AD，被折成如图1—9—6所示的形状，并且AB—BC—CD一10cm，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a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—9—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_______。二、选择题5·如图1—9—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—9—9所示，一根通有电流，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，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)一、填空题1．如图1—9—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，并以在其上自由滑动，整个回路电阻R=0.2Q。闭合K的瞬间ab棒的加速度为________m／s2，方向_________。二、选择题2·如图1—9一11所示是一种自动跳闸的闸刀开关，0是固定转动轴，A是手柄，C是闸刀口，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，C间的距离是10cm，C处的最大静摩擦力是lN，闸刀通电，电流方向从N---O一C一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—9—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三、计算题4．如图1—9—13所示，质量为m、电阻不计的金属杆ab，放在宽为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与导轨间的最大静摩擦力为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1—9—14所示为一通电线框，可绕00’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37。而平衡，求电流的大小和方向。第三节电磁感应现象(一)一、填空题1．如图1—9一15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B点电势______。2．如图1—9—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dc都和OO’平行(如图1—9—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OO’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，______。二、选择题4．关于楞次定律，下列各种说法中正确的是()(A)它表明，感应电流磁场的方向总是与外磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小(C)它是能量转换与守恒规律的反映(D)磁通量发生变化的过程就是其他形式的能通过磁场而转化为电能的过程5．如图1—9—18所示，三个线圈同在一个平面内，当电流，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6．如图1—9—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，后沿顺时针方向电磁感应现象(二)一、填空题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—9—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点以一定初速秽。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—9—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。当金属棒以沿导轨匀速向左运动时，金属棒b的运动情况是________；当金属棒口沿导轨向左匀加速前进时，金属棒b的运动情况是_______。3·如图1—9—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。二、单选题4·如图1—9—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—9—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)一、填空题1·一个200匝、面积为20cm。的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30。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—9—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=2r1，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l一9—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z，框架上放一质量为Ⅲ、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________。二、单选题4·如图1—9—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O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AO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f、(A)I1方向AROA，I2方向ARBA(B)I1方向ORAO，I2为零(C)I1方向AROA，I2为零(D)I1为零，I2方向ARBA三、计算题5．金属线框abfcde中，ab、dc、ef为电阻率较大的导线，它们的电阻均为R，aed和圻为电阻可忽略的导线。线框中各段长度为ab=ef=dc=L,ae=bf=2/3L,ed=fc=1/3L。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—9—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。法拉第电磁感应定律(二)一、填空题1．如图1—9—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1T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—9—30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=_____。二、单选题3．如图1—9—31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时间后，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，后增大三、计算题4．如图1—9—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