一、单项选择题
1.(2018·江苏淮安模拟)如图所示,a、b、c、d为导体圆环的四等分点,圆环的半径为R,一匀强磁场垂直于圆环平面,且磁场的磁感应强度随时间变化的规律满足B=kt,则a、b两点间的电压为( )
A.0 B.
C. D.πkR2
解析:选A.根据法拉第电磁感应定律,有:
E=n=nS=nπR2k
感应电流为:I=
则a、b两点间的电压为:
Uab=Eab-Irab=-I·=nπR2k-·=0.
2.(2018·南昌市三校联考)如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里.一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )
解析:选A.线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流i应为正方向,故B、C错误;线框进入磁场的过程,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应电流产生.线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流i应为负方向;线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由E=BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,故A正确,D错误.
3.(2018·湖北孝感高级中学调考)如图甲所示,水平面上的不平行导轨MN、PQ上放着两根光滑导体棒ab、cd,两棒间用绝缘丝线系住;开始时匀强磁场垂直纸面向里,磁感强度B随时间t的变化如图乙所示.则以下说法正确的是( )
A.在t0时刻,导体棒ab中无感应电流
B.在t0时刻,导体棒ab所受安培力方向水平向左
C.在0~t0时间内,回路中电流方向是acdba
D.在0~t0时间内,导体棒ab始终静止
解析:选C.由题图乙所示图象可知,0到t0时间内,磁场向里,磁感应强度B均匀减小,线圈中磁通量均匀减小,由法拉第电磁感应定律得知,回路中产生恒定的感应电动势,形成恒定的电流.由楞次定律可得出电流方向沿acdba,在t0时刻导体棒ab中感应电流不为零,故A错误,C正确;在t0时刻B=0,根据安培力公式F=BIL知此时ab和cd都不受安培力,故B错误;在0~t0时间内,根据楞次定律可知ab受力向左,cd受力向右,由于cd所受的安培力比ab的安培力大,所以ab将向右运动,故D错误.
4.(2018·河北定州中学月考)如图所示,匀强磁场中固定的金属框架ABC,导体棒DE在框架ABC上沿图示方向匀速平移,框架和导体材料相同,接触电阻不计,则( )
A.电路中感应电流保持一定
B.电路中的磁通量的变化率一定
C.电路中的感应电动势一定
D.DE棒受到的拉力一定
解析:选A.根据法拉第电磁感应定律得知,电路中磁通量的变化率等于回路中产生的感应电动势,而感应电动势E=BLv,B、v不变,有效切割的长度L增加,则电路中磁通量的变化率和感应电动势都增加,故B、C错误;设金属框架的电阻率为ρ,截面积为S,导体棒DE从B点开始运动的时间为t,∠ABC=2θ,则回路中产生的感应电动势为E=2B·vt·tan θ·v
回路的电阻R=ρ;电路中感应电流的大小I==,B、S、ρ、θ、v均不变,则I不变,故A正确.DE杆所受的磁场力的大小F=BIL=BI·2vt·tan θ随着时间t的延长而增大,故D错误.