内容发布更新时间 : 2024/12/25 16:41:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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专题强化练(十二) 电磁感应规律及其应用
考点1 楞次定律的电磁感应定律的应用
1.(2017·洛阳质检)如图所示为安检门原理图,左边门框中有一通电线圈,右边门框中有一接收线圈.工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向(从左向右侧视)均匀增大的电流,则( )
A.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B.无金属片通过时,接收线圈中的感应电流增大 C.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向为顺时针 D.有金属片通过时,接收线圈中的感应电流大小发生变化
解析:当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时,知穿过右侧线圈的磁通量向右,且增大,根据楞次定律,右侧线圈中产生逆时针方向的电流,即使有金属片通过时,接收线圈中的感应电流方向仍然为逆时针,故A、C错误;通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流,则通电线圈中的磁通量均匀增大,所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大,则磁通量的变化率是定值,由法拉第电磁感应定律可知,接收线圈中的感应电流不变,故B错误;有金属片通过时,穿过金属片中的磁通量发生变化,金属片中也会产生感应电流,感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同,所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些,引起接收线圈中的感应电流大小发生变化,故D正确.
答案:D
2.(2015·海南卷)如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两ε′段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′,则等于
ε( )
1
A. 2C.1
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B.
2 2
D.2
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解析:设金属棒长度为l,匀强磁场的磁感应强度为B,根据法拉第电磁感应定律得ε=Blv.金属棒弯折后,切割磁感线运动的有效长度变为2
,B正确. 2
答案:B
3.(2016·浙江卷)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )
22ε′l,故ε′=Blv.因此=22ε
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1 C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D.a、b线圈中电功率之比为3∶1
解析:由于磁感应强度随时间均匀增大,则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方ΔΦΔB向皆沿逆时针方向,则A项错误;根据法拉第电磁感应定律得E=N=NS,而磁感应
ΔtΔtΔBEaSala强度均匀变化,即恒定,则a、b线圈中的感应电动势之比为==2=9,故B项正确;
ΔtEbSblb根据电阻定律知R=ρ
2
LRalaE,且L=4Nl,则==3,由闭合电路欧姆定律I=得a、b线S′RblbRIaEaRbIbEbRa2
圈中的感应电流之比为=·=3,故C项错误;由功率公式P=IR知,a、b线圈中的
PaI2Raa电功率之比为=2·=27,故D项错误.
PbIbRb答案:B
4.(多选)如图甲所示,一宽为l的匀强磁场B区域,磁场方向垂直于纸面向里.一个边长为a(l>a)的正方形导线框ABCD位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v通过该磁场区域,导线框电阻为R,在运动过程中,线框有一条边始终与磁场区域的边界平行.取它刚进入磁场的时刻t=0,线框中感应电流随时间变化规律的I-t图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
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A.在第1 s内,线框中感应电流为逆时针方向,大小恒定为0.3 A B.在第2 s内,穿过线框的磁通量最大,感应电流大小恒定为0.6 A C.在第3 s内,线框中感应电流方向为顺时针方向,大小恒定为0.3 A D.在第1 s内,线框中C点电势高于D点电势,感应电流大小为0
解析:在第1 s内,线框向磁场中运动,穿过线框的磁通量均匀增加,感应电流为逆时针方向(取为正方向),电流大小恒定I=
Bav=0.3 A,选项A正确;在第2 s内,整个线框R在磁场中运动,穿过线框的磁通量最大且不变,没有感应电流,选项B错误;在第3 s内,线框从磁场中出来,磁通量均匀减小,感应电流为顺时针方向(为负方向),大小恒定I=
BavR=0.3 A,选项C正确;在第1 s内,由楞次定律判断出线框中感应电流方向沿逆时针方向,则C点电势低于D点电势,选项D错误.
答案:AC
考点2 电磁感应中的图象问题
5.(2018·陕西模拟)空间存在竖直向上的匀强磁场,将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中,规定图甲所示的线圈中的电流方向为正.当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化时,能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线的是( )
ΔΦSΔB解析:根据法拉第电磁感应定律,可得线圈产生的感应电动势为E==,根据
ΔtΔt闭合电路欧姆定律,可得产生的感应电流为i==ESΔB,由题图乙可知,0~1 s时间内,BRRΔt均匀增大,所以穿过线圈的竖直向上的磁通量增大,由楞次定律和安培定则可得产生的感应电流方向为正;在1~2 s内,磁感应强度不变,所以穿过线圈的磁通量不变,故感应电流为零;在2~4 s内,B均匀减小,穿过线圈的竖直向上的磁通量减小,根据楞次定律和安
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