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1. 如图所示,矩形线圈是闭合的,在外力作用下,匀速向右通过宽为d(大于线圈边长)的匀强磁场时,设穿过线圈的磁通量为Φ,感应电流为I,线圈所受磁场力为F,通过线圈导线横截面的电荷量为q,则描述此过程中以上各物理量的变化的图像如选项图所示,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】
电磁感应中的磁变类问题;
【答案】
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多选题
普通
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1. 如图所示,宽度为2L的区域内存在方向垂直于桌面的匀强磁场,在桌面上固定两条间距为L的光滑长直金属导轨,导轨与磁场边界垂直,其左端接有电阻R。边长为L的金属框置于导轨上,金属框电阻为r。让金属框从左向右穿过磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。则( )
A.
当金属框部分进入磁场区域时,金属框中感应电流方向为a→d→c→b→a
B.
当金属框全部进入磁场区域时,电阻R中无感应电流
C.
当金属框全部进入磁场区域时,通过电阻R的电流方向从e向下到f
D.
当金属框部分从磁场区域出来时,通过电阻R的电流方向从f向上到e
多选题
容易
2. 如图所示,空间分布着宽为L,方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图像
、
两端电势差随位移变化的关系图像
, 可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
多选题
容易
1. 如图所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从实线Ⅰ位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的Ⅱ位置时,线框的速度为
。下列说法正确的是( )
A.
在位置Ⅱ时线框的加速度为
B.
在位置Ⅱ时线框中的电功率为
C.
此过程中线框产生的内能为
mv
2
D.
此过程中通过线框截面的电荷量为
多选题
普通
2. 如图甲所示,一质量为m、边长为L、电阻为R的单匝正方形导线框abcd放在绝缘的光滑水平面上,空间中存在一方向竖直向下的单边界匀强磁场,线框有一半在磁场内,其ad边与磁场边界平行。t=0时刻起,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律均匀减小,线框运动的v-t图像如图丙所示,图丙中倾斜虚线为过O点速度图线的切线,t
2
时刻起速度图线与t轴平行。则( )
A.
线框中的感应电流沿顺时针方向
B.
磁感应强度的变化率为
C.
t
3
时刻,线框的热功率为0
D.
t
3
时刻,线框的热功率为
多选题
普通
3. 如图所示,水平地面上方存在垂直纸面向里的有界匀强磁场,有界磁场上边界与水平地面平行。两个边长相等的单匝闭合正方形线圈a和b,分别用材料相同、粗细不同的导线绕制,线圈a和b所用导线的横切面面积之比为1∶3,线圈a从距磁场上边界h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面;线圈b在相同高度以初速度
水平抛出,先做平抛运动,再进入磁场,最后也落到地面。已知线圈运动过程中均不发生转动。设线圈a和b进入磁场的整个过程中,两线圈的运动时间分别为
和
, 通过两线圈的电荷量分别为
和
, 不计空气阻力,则( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
1. 如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框
, 置于垂直纸面向里、边界为
的匀强磁场外,线框的
边平行于磁场边界
, 线框以垂直于
的速度匀速地完全进入磁场,线框上产生的热量为
, 通过线框导体横截面的电荷量为
. 现将线框进入磁场的速度变为原来的
倍,线框上产生的热量为
, 通过线框导体横截面的电荷量
, 则有( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
2. 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0.005Ω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,导线框中感应电动势随时间变化的图像如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正),则下列说法正确的是( )
A.
匀强磁场区域的宽度为0.3m
B.
磁感应强度的大小为0.5T
C.
磁感应强度的方向垂直于纸面向里
D.
在t=0至t=0.2s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.04N
单选题
普通
3. 如图所示,空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁场区域宽度为
, 以磁场左边界上的一点为坐标原点,建立
轴。一边长为
的正方形金属线框
在外力作用下以速度
匀速穿过匀强磁场。从线框的
边刚进磁场开始计时,线框中产生的感应电流i、线框的
边两端的电压
、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量
随位移
的变化图像正确的是(规定逆时针电流方向为正,安培力方向向左为正)( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
1. 某研学小组设计了一套电气制动装置,其简化模型如图所示。在车身下方固定一单匝矩形导线框,利用线框进入磁场时所受的安培力,辅助列车刹车。已知列车的总质量为m,车身长为s,线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾,长度均为L(L小于匀强磁场的宽度),线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长(大于车长s),磁感应强度的大小为B,方向竖直向上,若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机,此时列车的速度为
, cd边进入磁场瞬间,列车恰好停止,假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。求:
(1)
线框ab边进入磁场瞬间,产生的感应电流大小和列车加速度的大小;
(2)
线框从进入磁场到停止的过程中产生的焦耳热Q;
(3)
线框从进入磁场到恰好停止运动的时间。
解答题
普通
2. 电磁减震器是华为公司新推出的一款智能化汽车减震系统中的重要组成部分。小明同学就电磁减震器的工作原理进行了如图所示的建模理解。水平面上放置有在绝缘滑动杆上固定的5个完全相同且相互紧靠(忽略线圈间距离)的矩形线圈,虚线右侧区域分布有磁感应强度为
, 方向垂直水平面向下的广阔匀强磁场。已知滑动杆及线圈的总质量为
, 每个矩形线圈的长为
, 宽为
, 阻值
, 匝数为10匝。线圈系统以水平向右,大小为
的初速度进入磁场区,在线圈系统整个运动过程中不考虑互感影响,也不计一切摩擦。求:
(1)
线圈1完全进入磁场的过程中,系统的速度变化量
;
(2)
若
, 全过程中线圈系统产生的总焦耳热Q
解答题
普通
3. 如图所示,相距为
的两条水平虚线
、
之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
。
(1)
一电子(电子电荷量的绝对值为
, 不计重力)以速度
从
点垂直射入磁场,由
点穿出磁场时速度方向偏转角度为
(弧度制),则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间是多少?
(2)
质量为
、电阻为
的正方形金属线圈
边长为
, 将线圈在磁场上方某高处由静止释放,进入磁场的过程为匀速运动(
边始终水平)。求进入磁场时速度的大小。
解答题
普通