高中物理法拉第电磁感应定律实验题

电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图a所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。
①金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用，则被拨动后靠近螺线管的过程中，通过放大器的电流方向为          （以图象为准，填“向上”或“向下”）。
②下列说法正确的是                                                （    ）

A．金属弦上下振动的周期越大，螺线管内感应电流的方向变化也越快

B．金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，螺线管中感应电动势也越大

C．电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响，增减螺线管匝数会起到调节音量的作用

D．电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同，则金属弦振动越快，发出的声越响

③若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示，则对应感应电流的变化为                                                                 (     )

如图所示，abcd为单匝矩形线圈，边长ab＝10cm，bc＝20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转，当线圈由图示位置转过180°的过程中，感应电动势的平均值为      V；当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为      V。

如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t₀金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g.

（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；
（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；
（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x₁位置时停下来，
a. 求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；
b. 通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。

在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按左图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路：
(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将如何偏转?
(2)线圈A放在B中不动时,指针如何偏转?
(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将如何偏转?
(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将如何偏转?（把结果分别填在以下横线上，填向左、向右或不偏转）

如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材，用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路。并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：

（1）________________________________；
（2）________________________________；
（3）________________________________。

交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动180°过程中，求：

（1）通过R的电荷量q
（2）写出R两端的电压瞬时值的表达式
（3）R上产生的电热Q
（4）外力做的功W

在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图13中的甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图13中的乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。
在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)。
在图乙中：(以下均填“向左”、“向右”、“不”)

(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将________偏转。
(2)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针_______偏转。

（I）为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接. 经乙同学检查后发现甲同学接线有错误，应该导线是    _________（用导线两端的字母符号表示）。如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________。（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针___________。（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）

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E1____E2；通过线圈截面电量的大小关系是ql____q2。

在探究磁场产生电流的条件时，做了下面实验（下右图）：由线圈，电流表构成的闭
合回路。条形磁铁提供磁场。请填写观察到现象:

实验过程	电流表的指针（填偏转或不偏转）
条形磁铁插入线圈过程
条形磁铁静止在线圈中
条形磁铁从线圈中抽出过程

 

由这个实验可以得出磁场产生电流的条件是：                              。

一个200匝，面积20cm²的均匀圆线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成30⁰角。若磁感应强度在0．05s内由0．1T增加到0．5T，则在此过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是        ，磁通量的变化率是            ，线圈中的感应电动势为             。

在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．
（1）请把电路补充完整；
（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是      ；
（3）（多选）某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作是

A．抽出线圈A	B．插入软铁棒
C．使变阻器滑片P左移	D．断开开关．

在探究磁场产生电流的条件，做了下面实验：
 
请填写观察到现象

实验操作	电流表的指针（偏转或不偏转）
1、接通开关瞬间
2、
3、接通开关，变阻器滑片不移动

(6分)我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件。

⑴给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；
⑵接好电路，合上开关瞬间，电流表指针      （填“偏转”或“不偏转”）；
⑶电路稳定后，电流表指针          （填“偏转”或“不偏转”）；
⑷根据以上实验可得：产生感应电流的条件                    。

用如图所示的实验装置研究电磁感应现象，下列说法正确的是

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转

B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转

C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转

D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转