法拉第电磁感应定律 自感 涡流
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1.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间变化。下列说法正确的是( )
A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小
B.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流一定增大
C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大
D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变
AD [线框中的感应电动势为E=S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I==·,因为B增大或减小时,可能减小,可能增大,也可能不变,故选项A、D正确。]
2.如图所示,正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出,第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°。为使两次操作过程中,线框产生的平均感应电动势相等,则( )
A.v1∶v2=2∶π B.v1∶v2=π∶2
C.v1∶v2=1∶2 D.v1∶v2=2∶1
A [第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出,线框中的感应电动势恒定,有1=E1=BLv1。第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转动90°,所需时间t==,线框中的磁通量变化量ΔΦ=B·L·=BL2,产生的平均电动势2==。由题意知1=2,可得v1∶v2=2∶π,A正确。]
3.如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小,下列说法正确的是( )
A.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b经R到d
B.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d经R到b
C.MN受到的安培力大小FA=,方向水平向右
D.MN受到的安培力大小FA=,方向水平向左
A [根据电磁感应定律,MN产生的电动势E=Blv,由于MN的电阻与外电路电阻相同,所以MN两端的电压U=E=Blv,根据右手定则,流过固定电阻R的感应电流由b经R到d,故A正确,B错误;MN受到的安培力大小FA=BIl=Bl·=,方向水平向左,故C、D错误。]
4.电流传感器在电路中相当于电流表,可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中,L是自感线圈,其自感系数足够大,直流电阻值大于灯泡D的阻值,电流传感器的电阻可以忽略不计。在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图象中,可能正确的是( )
A B C D
D [闭合S瞬间,外电路电阻最大,然后外电路电阻逐渐减小,外电压逐渐减小,所以通过电流传感器的电流逐渐减小,电路稳定后,外电路电阻不变,外电压不变,通过电流传感器的电流不变;因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值,稳定后,通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t=t1时刻断开开关S,由于自感现象,原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器,逐渐减小。D图符合题中情况。]