法拉第电磁感应定律
一、单项选择题
1.闭合回路的磁通量Φ随时间t变化图像分别如图中①~④所示,关于回路中产生的感应电动势的下列论述,其中正确的是( )
A.图①的回路中感应电动势恒定不变
B.图②的回路中感应电动势恒定不变
C.图③的回路中0~t1时间内的感应电动势小于t1~t2时间内的感应电动势
D.图④的回路中感应电动势先变大,再变小
解析:由法拉第电磁感应定律E=n知,E与成正比,是磁通量的变化率,在Φ-t图像中图线的斜率即为.图①中斜率为0,所以E=0.图②中斜率恒定,所以E恒定.因为图③中0~t1时间内图线斜率大小大于t1~t2时间内斜率大小,所以图③中0~t1时间内的感应电动势大于t1~t2时间内的感应电动势.图④中斜率先变小再变大,所以回路中的电动势先变小再变大.故B正确,A、C、D错误.
答案:B
2.一个面积为S=4×10-2 m2、匝数为n=100匝的线圈放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,则下列判断正确的是( )
A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化率等于8 Wb/s
B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势的大小等于8 V
D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
解析:在开始的2 s内,磁通量的变化量为ΔΦ=|-2-2|×4×10-2 Wb=0.16 Wb,磁通量的变化率=0.08 Wb/s,感应电动势大小为E=n=8 V,故A、B错,C对;第3 s末虽然磁通量为零,但磁通量的变化率为0.08 Wb/s,感应电动势不等于零,故D错.
答案:C
3.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字形,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则此过程中流过环的电荷量为( )
A. B.
C.0 D.
解析:通过环的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关,与时间等其他量无关,因此ΔΦ=B·πr2-2×B·π2=πBr2,流过环的电荷量q==.
答案:B
4.如图所示,MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨,左端接有定值电阻R,金属棒ab斜放在两导轨之间,与导轨接触良好.磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面.设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L,金属棒与导轨间夹角为60°,以速度v水平向右匀速运动,不计导轨和棒的电阻,则流过金属棒中的电流为( )
A.I= B.I=
C.I= D.I=
解析:公式E=BLv适用于B、L、v三者互相垂直的情况,本题B与L、B与v是相互垂直的,但L与v不垂直,故取L垂直于v的长度Lsin θ,即有效切割长度,所以E=BLvsin 60°=BLv,由欧姆定律I=得I=,故B正确.
答案:B