高中物理法拉第电磁感应定律试题

两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为 $0.1m$ 、总电阻为 $0.005\Omega$ 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于 $t=0$ 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（ ）

A．磁感应强度的大小为 $0.5T$

B．导线框运动速度的大小为 $0.5m/s$

C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外

D．在 $t=0.4s$ 至 $t=0.6s$ 这段时间内，导线框所受的安培力大小为 $0.1N$

如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时，棒ab以初速度v ₀向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v ₁、v ₂表示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是（ ）

A．

B．

C．

D．

如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势（ ）

A. 在 $t=\frac{T}{4}$ 时为零 B. 在 $t=\frac{T}{2}$ 时改变方向

C. 在 $t=\frac{T}{2}$ 时最大，且沿顺时针方向 D. 在 $t=T$ 时最大，且沿顺时针方向

如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为 $\frac{3}{2}l$ 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（ ）

A．		B．
C．		D．

如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另外一线圈与远处沿南北向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针池处于静止状态。下列说法正确的是（ ）

A．	开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动	B．	开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．	开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向	D．	开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直面向外的方向转动

如图，导体OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）：再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程II）。在过程I、II中，流过OM的电荷量相等，则 $\frac{\mathrm{B}’}{B}$ 等于。（ ）

A．

$\frac{5}{4}$

B．

$\frac{3}{2}$

C．

$\frac{7}{4}$

D．

2

如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上， $t=0$ 时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t ₀时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g．求：

①金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

②电阻的阻值．

法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）

A．	若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
B．	若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．	若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．	若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

如图，M为半圆形导线框，圆心为O _M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O _N；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线O _MO _N的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在 $t=0$ 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O _M和O _N的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则 （）

A．	两导线框中均会产生正弦交流电
B．	两导线框中感应电流的周期都等于T
C．	在 $t=\frac{T}{g}$ 时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．	两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为 $r$ 的圆环固定在纸面内，圆心O在 $\mathit{MN}$ 上。 $\mathrm{t}=0$ 时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间 $t$ 的变化关系如图（b）所示，则在 $t=0$ 到 $\mathrm{t}=t_1$ 的时间间隔内（  ）

A．圆环所受安培力的方向始终不变

B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向

C．圆环中的感应电流大小为 $\frac{B_{o}rS}{{4t}_{o\rho }}$

D．圆环中的感应电动势大小为 $\frac{B_o{\pi r}^2}{{4t}_o}$

如图，一倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量 $M＝0.06\mathit{kg}$ 的 $U$ 形导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻 $R＝3\Omega$ 的金属棒 $\mathit{CD}$ 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 $\mathit{CDEF}$ ； $\mathit{EF}$ 与斜面底边平行，长度 $L＝0.6m$ 。初始时 $\mathit{CD}$ 与 $\mathit{EF}$ 相距 $s_0＝0.4m$ ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离 $s_1＝\frac{3}{16}m$ 后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的 $\mathit{EF}$ 边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小 $B＝1T$ ，重力加速度大小取 $g＝10m/s^2$ ， $\mathit{sin\alpha }＝0.6$ 。求

（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；

（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；

（3）导体框匀速运动的距离。

由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（   ）

A．	甲和乙都加速运动
B．	甲和乙都减速运动
C．	甲加速运动，乙减速运动
D．	甲减速运动，乙加速运动

如图，一边长为 $l_0$的正方形金属框 $\mathit{abcd}$固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为 $B$的匀强磁场。一长度大于 $\sqrt{2}{l}_0$的均匀导体棒以速率 $v$自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导体棒始终与 $\mathit{ac}$垂直且中点位于 $\mathit{ac}$上，导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为 $r$，金属框电阻可忽略。将导体棒与 $a$点之间的距离记为 $x$，求导体棒所受安培力的大小随 $x(0⩽x⩽\sqrt{2}{l}_0)$变化的关系式。

如图， $U$ 形光滑金属框 $\mathit{abcd}$ 置于水平绝缘平台上， $\mathit{ab}$ 和 $\mathit{dc}$ 边平行，和 $\mathit{bc}$ 边垂直。 $\mathit{ab}$ 、 $\mathit{dc}$ 足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒 $\mathit{MN}$ 置于金属框上，用水平恒力 $F$ 向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中， $\mathit{MN}$ 与金属框保持良好接触，且与 $\mathit{bc}$ 边保持平行。经过一段时间后 $($ 　　 $)$

A．	金属框的速度大小趋于恒定值
B．	金属框的加速度大小趋于恒定值
C．	导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D．	导体棒到金属框 $\mathit{bc}$ 边的距离趋于恒定值

如图所示，电阻为 $0.1\Omega$的正方形单匝线圈 $\mathit{abcd}$的边长为 $0.2m$， $\mathit{bc}$边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为 $0.5T$．在水平拉力作用下，线圈以 $8m/s$的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中

（1）感应电动势的大小 $E$；

（2）所受拉力的大小 $F$；

（3）感应电流产生的热量 $Q$。