1、在电磁学发展的过程中,许多科学家做出了杰出的贡献,下列说法错误的是( )
A.奥斯特发现了电流的磁效应
B.麦克斯韦认为变化的磁场产生电场
C.楞次发现了电磁感应现象并总结出楞次定律
D.法拉第利用电磁感应现象自制了人类历史上第一台发电机
【答案】C
【解析】奥斯特发现了电流的磁效应,故A正确;麦克斯韦认为变化的磁场产生电场,故B正确;法拉第发现了电磁感应现象,楞次总结出楞次定律,故C错误;法拉第利用电磁感应现象自制了人类历史上第一台发电机,故D正确。
2、如图所示,平行导体滑轨MM′、NN′放置于同一水平面上,固定在竖直向下的匀强磁场中,导体棒AB、CD横放在滑轨上且静止,形成一个闭合电路.当AB向右滑动的瞬间,电路中感应电流的方向及CD受到的安培力方向分别为( )
A.电流方向沿ABCD,安培力方向向右
B.电流方向沿ADCB,安培力方向向右
C.电流方向沿ABCD,安培力方向向左
D.电流方向沿ADCB,安培力方向向左
【答案】B
【解析】由右手安培定则可知,当AB向右运动时电流由B到A,故电流方向沿ADCB;则再由左手定则可得CD受力向右,故B正确,A、C、D错误.
3、如图为法拉第圆盘发电机的示意图,半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转,匀强磁场B竖直向上,两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触,电刷间接有阻值为R的定值电阻,忽略圆盘电阻与接触电阻,则( )
A.流过定值电阻的电流方向为a到b
B.b、a间的电势差为Bωr2
C.若ω增大到原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍
D.若ω增大到原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍
【答案】D
【解析】选择其中一条半径来看,根据右手定则可知,流过定值电阻的电流方向为b到a,选项A错误;b、a间的电势差等于电动势的大小
,选项B错误;若ω增大到原来的2倍,根据
可知电动势变为原来的2倍,则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍,选项C正确,D错误.
4、在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
【答案】C
【解析】均匀变化的磁场产生恒定的电场,故C对.
5、(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则( )
A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流
B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定会产生感应电流
C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场
D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场
【答案】BD
【解析】由感应电流产生的条件可知,只有闭合回路中磁通量发生改变,才能产生感应电流,如果闭合线圈平面与磁场方向平行,则线圈中无感应电流产生,故选项A错误,B正确;由麦克斯韦电磁场理论可知,感应电场的产生与变化的磁场周围有无闭合回路无关,故选项C错误,D正确.
6、如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( )
A.不变 B.增大 C.减少 D.以上情况都有可能
【答案】B
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论,当磁感应强度均匀增大时,会产生环形电场;根据楞次定律,电场方向垂直于磁场沿逆时针方向,与粒子运动方向一致,电场力对粒子做正功,粒子的动能将增大,故B项正确.
7、(多选)如图所示,一金属半圆环置于匀强磁场中,磁场方向垂直于半圆面向外,下列说法正确的是( )
A.当磁场突外减弱时,电动势方向由M→N
B.当磁场突然减弱时,电动势方向由N→M
C.若磁场不变,将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,电动势方向由M→N
D.若磁场不变,将半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,电动势方向由N→M
【答案】BD
【解析】当磁场突然减弱时,由楞次定律和右手定则知,感应电动势方向由N→M,选项A错误,B正确;若磁场不变,半圆环绕MN轴旋转180°的过程中,由右手定则可知,半圆环中产生的感应电动势在半圆环中由N指向M,选项C错误,选项D正确.
8、矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律中图乙所示,则( )
A.从0~t1时间内,导线框中电流的方向为abcda
B.从0~t1时间内,导线框中电流越来越小
C.从0~t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcba
D.从0~t2时间内,导线框ab边受到的安培力越来越大
【答案】C
【解析】由楞次定律,从0~t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcba,选项A错误,C正确;由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,从0~t2时间内,导线框中电流恒定,选项B错误;由安培力公式,从0~t2时间内,导线框ab边受到的安培力先减小后增大,选项D错误.
9、如图所示,两块水平放置的金属板间距离为d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的磁场B中.两板间有一个质量为m、电荷量为+q的油滴恰好处于平衡状态,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
A.正在增强;
B.正在减弱;
C.正在减弱;
D.正在增强;
【答案】B
【解析】电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态,电场力竖直向上,则电容器的下极板带正电,所以线圈下端相当于电源的正极,由题意可知,根据安培定则和楞次定律,可得穿过线圈的磁通量在均匀减弱,线圈产生的感应电动势
;油滴所受电场力
,对油滴,根据平衡条件得
,所以解得线圈中磁通量的变化率的大小为
.故选项B正确,A、C、D错误.
10、一个500匝、面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面垂直,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.7 T,在此过程中,求:
(1)穿过线圈的磁通量的变化量;
(2)线圈中的感应电动势的大小.
【答案】(1)1.2×10
-3 Wb (2)12 V
【解析】
11、如图所示的匀强磁场中,有两根相距20cm固定的平行的金属光滑导轨MN和PQ,磁场方向垂直于MN、PQ所在平面.导轨上放置着ab、cd两根平行的可动金属细棒.在两棒中点OO′之间栓一根40cm长的细绳,绳长保持不变.设磁感应强度B以1.0 T/s的变化率均匀减小,abdc回路的电阻为0.50 Ω.求:当B减小到10T时,两可动边所受磁场力大小和abdc回路消耗的功率.
【答案】均为0.32N 0.0128W
【解析】
12、如图所示,导轨OM和ON都在纸面内,导体AB可在导轨上无摩擦滑动,AB⊥ON,若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑,导体与导轨都足够长,磁场的磁感应强度为0.2 T.问:
(1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少?此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大?
(2)3 s内回路中的磁通量变化了多少?此过程中的平均感应电动势为多少?
【答案】
【解析】