如圖10-1-22所示,一個被x軸與曲線方程所圍的空間中存在著勻強磁場.磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度B=0.2 T.正方形金屬線框的邊長是L=0.2 m,電阻是R=0.1 Ω,它的一邊與x軸重合,在拉力F的作用下,以v=10 m/s 的速度水平向右勻速運動.試求:

圖10-1-22

(1)拉力F的最大功率是多少?

(2)拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)?

(3)有位同學在老師的幫助下算出了曲線與x軸所圍的面積為.請你再幫他算出線框右邊框通過磁場區(qū)域的過程中通過線框某一截面的電荷量.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)1.6 W (2)4.8×10-2 J 

(3)7.6×10-2 C


解析:

(1)當線框的一條豎直邊運動到x=0.15 m處時,線圈的感應電動勢最大.

Em=BLv=0.2×0.2×10 V=0.4 V

根據(jù)歐姆定律可得最大電流為

所以拉力F的最大值為Fm=ImLB=0.16 N

拉力F最大功率為Pm=Fmv=0.16×10 W=1.6 W.

(2)把線框拉過磁場區(qū)域時,因為有效切割長度是按正弦規(guī)律變化的,所以,線框中的電流也是按正弦規(guī)律變化的(有一段時間線框中沒有電流).

電動勢的有效值是

通電時間為

拉力做功

(3)通過線框截面的電荷量所以

當磁場全部進入線框內(nèi)部時,通過線框截面的電荷量最多,

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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

兩位同學在實驗室中利用如圖(1)所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,圖中abc分別代表三只電表,它們當中有兩只電壓表和一只電流表,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,甲同學記錄的是電流表A和一只電壓表V1的測量數(shù)據(jù),乙同學記錄的是電流表A和另一只電壓表V2的測量數(shù)據(jù).并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖(2)所示的兩條U-I圖線.回答下列問題:
①圖中a代表
V2
V2
,b代表
A
A
,c代表
V1
V1
 (填上三只電表的符號,如“A”、“V1”或“V2”)
②根據(jù)圖象推斷實驗中所用滑動變阻器可能是下面的哪種規(guī)格的
B
B

A.10Ω,0.5A        B.20Ω,0.1A
C.1kΩ,200mA       D.2kΩ,2A
③根據(jù)圖(2),可以求出定值電阻R0=
2
2
Ω,電源電動勢E=
1.5
1.5
V,內(nèi)電阻r=
1
1
Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖6-1-22所示,MNPQ為水平放置的金屬導軌,直導線ab與導軌垂直放置,導軌間距L10 cm,其電阻為0.4 Ω,導軌所在區(qū)域處在勻強磁場中,磁場方向豎直向下,磁感應強度B=0.2 T.電池電動勢E=1.5 V,內(nèi)電阻r=0.18 Ω,電阻R=1.6 Ω,開關(guān)S接通后直導線ab仍靜止不動.求直導線ab所受的摩擦力的大小和方向.

6-1-22

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖10-2-22所示是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關(guān),手動閉合,當此開關(guān)的溫度到達居里點(103℃)時會自動斷開,S2是一個自動溫控開關(guān),當溫度低于70℃時會自動閉合,溫度

高于80℃時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈,黃燈是限流狀態(tài)時

指示燈,限流電阻R1=R2=20KΩ,加熱電阻絲R3=50Ω,兩燈電阻不計.

(1)根據(jù)電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過程:試簡要回答若不閉合

開關(guān)S1,電飯煲能否將飯煮熟?

(2)計算加熱和保溫狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比.

 


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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖10-2-22所示是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關(guān),手動閉合,當此開關(guān)的溫度到達居里點(103℃)時會自動斷開,S2是一個自動溫控開關(guān),當溫度低于70℃時會自動閉合,溫度

高于80℃時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈,黃燈是限流狀態(tài)時

指示燈,限流電阻R1=R2=20KΩ,加熱電阻絲R3=50Ω,兩燈電阻不計.

(1)根據(jù)電路分析,敘述電飯煲煮飯的全過程:試簡要回答若不閉合

開關(guān)S1,電飯煲能否將飯煮熟?

(2)計算加熱和保溫狀態(tài)下,電飯煲的消耗功率之比.

 


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