如圖甲所示,長、寬分別為、的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi).其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中、均為已知。 在的時間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場垂直:時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。求:

(1)時間內(nèi)通過電阻R的電流的大;
(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量Q;
(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過的過程中,通過電阻R的電荷量q。

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)0-t1時間內(nèi),線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過電阻R的電流為=。
(2)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值
感應(yīng)電動勢的有效值
感應(yīng)電流的有效值
轉(zhuǎn)動一周的時間
在一個周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過900時,線圈中產(chǎn)生的平均電動勢為
平均電流為
流過電阻R的電量為。
考點:此題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及交流電的最大值有效值及平均值的問題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(20分)其同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導(dǎo)軌接觸良好,O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線,下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點與導(dǎo)軌相連,b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3m時,測得U=0.15V。(細(xì)線與圓盤間沒有滑動國,金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計,重力加速度g=10m/s2

(1)測U時,a點相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”?
(2)求此時鋁塊的速度大小;
(3)求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架,MM′和NN′相互平行且足夠長,間距l(xiāng)=0.40m,質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導(dǎo)體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。t=0時,垂直于導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,導(dǎo)體棒ab從靜止開始運動;當(dāng)t=t1時,金屬框架將要開始運動,此時導(dǎo)體棒的速度v1=6.0m/s;經(jīng)過一段時間,當(dāng)t=t2時,導(dǎo)體棒ab的速度v2=12.0m/s;金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中,導(dǎo)體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導(dǎo)體棒ab的電阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余電阻不計。設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。求:

(1)求動摩擦因數(shù)μ;
(2)當(dāng)t=t2時,求金屬框架的加速度;
(3)若在0~t1這段時間內(nèi),MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J,求該過程中導(dǎo)體棒ab位移x的 大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖1所示,水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布,方向垂直于水平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變化,與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如下圖2所示,圖線是雙曲線(坐標(biāo)軸是漸進(jìn)線);頂角θ=45°的光滑金屬長導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi),ON與x軸重合,一根與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。已知t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處;導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=2kg;OM、ON接觸處O點的接觸電阻為R=0.5Ω,其余電阻不計;回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖3所示,圖線是過原點的直線。求:

(1)t=2s時流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I2的大小;
(2)1~2s時間內(nèi)回路中流過的電量q的大;
(3)導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F(單位:N)與橫坐標(biāo)x(單位:m)的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖甲所示,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d=0.5m,電阻不計,左端通過導(dǎo)線與阻值R=2Ω的電阻連接,右端通過導(dǎo)線與阻值RL=4Ω的小燈泡L連接.在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,CE長L=2m,有一阻值r=2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處.CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化規(guī)律如下圖乙所示.在t=0到t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止;在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運動.已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化,試求:

⑴通過小燈泡的電流;
⑵金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌的間距為L=2m,左端連接一阻值為R=40Ω的電阻;把該裝置垂直于磁場、放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中。在導(dǎo)軌上放一電阻為r=10Ω的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;若在一拉力F的作用下,導(dǎo)體棒以v=10m/s的速度勻速向右運動,

求:(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少?
(2)電路中的感應(yīng)電流多大?電路中電流的方向如何(順時針或逆時針)?
(3)拉力F的值為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN,其電阻不計,間距d=0.5m,P、M兩端接有一只理想電壓表,整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T的勻強(qiáng)磁場中,兩金屬棒L1、L2平行地擱在導(dǎo)軌上,其電阻均為r=0.1Ω,質(zhì)量分別為M1=0.3kg和M2=0.5kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由靜止開始運動。試求:

(1) 當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0.2V時,棒L2的加速度為多大;
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L,左導(dǎo)軌與水平面夾30°角,右導(dǎo)軌與水平面夾60°角,左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上,已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=,回路電阻恒為R,若同時無初速釋放兩導(dǎo)桿,發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時,ab桿才開始運動。(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。

(1)試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
(2)以上過程中,回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱?
(3)cd棒的最終速度為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1=1000匝,副線圈的匝數(shù)n2=200匝.原線圈兩端所加的電壓U1="220" V時,副線圈兩端的電壓U2為(        )

A.1100 V B.44 V C.440 V D.22 V

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同步練習(xí)冊答案