第5节 电磁感应规律的应用
1.如图所示,三个相同的金属圆环内,存在着不同的有界匀强磁场,虚线表示环的某条直径,已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt,方向如图.测得A环中感应电流强度为I,则B环和C环内感应电流强度分别为( )
A.IB=I、IC=0 B.IB=I、IC=2I
C.IB=2I、IC=2I D.IB=2I、IC=0
【答案】D
【解析】C环中穿过圆环的磁感线完全抵消,磁通量为零,保持不变,所以没有感应电流产生,则IC=0.根据法拉第电磁感应定律得:E==S=kS,S是有效面积.则得E∝S,所以A、B中感应电动势之比为EA∶EB=1∶2,根据欧姆定律得知,IB=2IA=2I,故选D.
2.(2019·白银校级月考)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示,铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度均匀增加,则电流大小恒定
B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b到a的方向流过R
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率变为原来的4倍
【答案】D
【解析】铜盘转动产生的感应电动势为E=BL2ω,B、L、ω增大,E增大,电流增大,故A错误;由右手定则可知,回路中电流方向不变,若从上往下看,圆盘顺时针转动,由右手定则知,电流沿a到b的方向流过R,故B错误;若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向不变,大小变化,故C错误;若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,根据E=BL2ω,I=可知回路电流变为原来2倍,根据P=I2R可知电流在R上的热功率变为原来的4倍,D正确.
3.(2018·新课标Ⅱ卷)如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i随时间变化的正确图线可能是( )
A B C D
【答案】D
【解析】由题图示位置开始线框两侧磁场反向,有恒定的顺时针感应电流;经过后两侧磁场同向,感应电流为零;再经过后两侧磁场反向,有恒定的逆时针感应电流;再经过后两侧磁场同向,感应电流为零……可知只有D图可能.