| 动生电动势 题目答案及解析

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选修3-2

第四章 电磁感应

4.5 电磁感应现象的两类情况

动生电动势

空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,图$1$中磁感应强度大小为$B_{1}$,单匝正方形线框$abcd$边长为$L$,电阻为$r$,绕轴$OO'$按图示方向用时$t_{1}$匀速转过$90^\circ$;图$2$中磁感应强度大小为$B_{2}$,导轨间距为$L$,有效电阻也为$r$的导体棒$ef$在外力作用下沿导轨向右匀速运动$2L$时,用时为$t_{2}$,通过两回路的电荷量相等,其余部分电阻不计,各部分接触良好,则以下说法正确的是$(\qquad)$

["

两磁场磁感应强度大小之比$B_{1}:B_{2}=4:1$

","

$cd$边所受最大安培力为$\\dfrac{B_{1}^{2}L^{3}\\pi}{2rt_{1}}$

","

$e$点电势大于$f$点电势

","

时间$t_{1}\\gt t_{2}$

"]
[["BC"]]

$\rm A$.由$\overline{E}=\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$\overline{I}=\dfrac{\overline{E}}{r}$$q=\overline{I}\Delta t$

$q=\dfrac{\Delta\Phi}{r}$

$abcd$线圈转动$90^\circ $,则有$\Delta\Phi_{1}=B_{1}L^{2}$

$ef$右移$2L$时,有$\Delta\Phi_{2}=2B_{2}L^{2}$

电荷量相同,即$\Delta\Phi_{1}=\Delta\Phi_{2}$

$B_{1}:B_{2}=2:1$

$\rm A$错误;

$\rm B$.当$abcd$转过$90^\circ $时,$cd$边所受安培力最大,此时电动势为$E=B_{1}S\omega$

$\omega=\dfrac{\pi}{2t_{1}}$

感应电流$I=\dfrac{E}{r}$

则最大安培力$F_{{m}}=B_{1}IL=\dfrac{B_{1}^{2}L^{3}\pi}{2rt_{1}}$

$\rm B$正确;

$\rm C$.由右手定则可知$e$点电势大于$f$点电势,故$\rm C$正确;

$\rm D$.时间$t_{1}$$t_{2}$大小关系无法确定,故$\rm D$错误。

故选:$\rm BC$

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如图所示,第Ⅲ、Ⅳ象限存在磁感应强度大小为的匀强磁场,磁感应强度方向与平面垂直,一个电阻为、半径为的圆弧形闭合线圈围绕圆心以角速度顺时针匀速转动,从线圈边进入磁场开始计时,线圈转动圈的过程中,线圈中产生的焦耳热为 一架直升机在某地上空飞行,该地地磁场的竖直分量方向向下,金属螺旋桨在旋转时会切割磁感线。设螺旋桨的长度为,旋转角速度为,如图所示,下列选项中正确的是 如图所示,平行导轨、间距为,、间接一个电阻,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆第一次垂直于导轨放置,第二次与导轨成角放置。金属杆和导轨的电阻不计,当金属杆两次均以速度沿垂直于杆的方向滑行时,第一次和第二次金属杆中感应电流之比是 年月,法拉第将一个由紫铜制成的圆盘置于蹄形磁极之间,发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机,如图所示。固定的型磁体内部视为匀强磁场(忽略边缘效应),大小为,圆盘的半径为,圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴。转动摇柄在外力的作用下使铜盘以恒定角速度旋转,与电刷连接的电流计显示持续的电流,不计一切摩擦的影响。下列说法正确的是 如图所示,在水平线的上方有一磁感应强度大小为的匀强磁场(上方无边界),方向垂直纸面向里,有一半径为的半圆形金属线框,置于水平线上,金属线框由一段半圆和一条直径连接组成(均为同种材料),直径与重合,设金属线框单位长度的电阻为,现在让线框在竖直平面内绕圆心沿逆时针方向匀速转动半周,角速度为,下列说法正确的是 电磁感应。
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