法拉第电磁感应定律及其应用 自感现象
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1.(2019·衢州模拟)中国空军八一飞行表演队应邀参加2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演。中国歼-10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行。该飞机翼展10 m,表演地点位于北半球,该处磁场的竖直分量为5.0×10-5 T,该机飞行时速度约为300 m/s,下列说法正确的是 ( )
A.该机两翼尖端电势差大小约为0.15 V
B.该机两翼尖端无电势差
C.右端机翼电势较高
D.若飞机转向为自东向西飞行,机翼右端电势较高
【解析】选A。该机两翼尖端电势差大小约为U=BLv=0.15 V,故A正确;巴基斯坦的地磁场方向斜向下,在竖直方向的分量向下,根据右手定则可得,无论飞机沿水平方向自西向东飞行或是自东向西飞行,相对于飞行员来说机翼的左端电势高,故B、C、D错误。
2.(多选)如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是 ( )
A.感应电流方向不变
B.CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势最大值Em=Bav
D.感应电动势平均值
=
πBav
【解题指导】(1)导线是否受安培力,可根据B、I、l的方向关系进行判断。
(2)利用E=Blv求瞬时电动势时需注意切割的有效长度。
【解析】选A、C、D。闭合回路进入磁场过程中,磁通量始终增加,感应电流的方向沿逆时针方向,A对。CD段的电流方向由D→C,安培力的方向垂直CD沿纸面向下,B错。最大有效切割长度为a,感应电动势的最大值Em=Bav,C对。ΔΦ=B·S=
B
,Δt=
,=
=πBav,D对。
3.如图所示,半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕过O点的轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计) ( )
A.由c到d,I=
B.由d到c,I=
C.由c到d,I=
D.由d到c,I=
【解析】选D。由右手定则可知通过电阻R的电流的方向是由d到c;而金属圆盘产生的感应电动势E=
Br2ω,所以通过电阻R的电流大小是I=,选项D正确。
