如圖甲所示,長、寬分別為L1、L2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O1O2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B0、B1和t1均為已知。在0~t1的時間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場垂直;t1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ω勻速轉(zhuǎn)動,求:

(1)0~t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大;
(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;
(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)0~t1時間內(nèi),線框中的感應(yīng)電動勢為:

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過電阻R的電流為:

(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值:,感應(yīng)電動勢的有效值,通過電阻R的電流的有效值,線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間,此過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量:

(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,平均感應(yīng)電動勢,
平均感應(yīng)電流:,
通過電阻R的電荷量:
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖6所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖.在如圖所示的平面內(nèi),O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),M、N為兩導(dǎo)線連線的中垂線上兩點(diǎn),與O點(diǎn)的距離相等,aM與MN夾角為θ.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法中正確的是(  ).
A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定相反
B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0cos θ
C.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0sin θ
D.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化,下列說法正確的是
A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時,線框中的感應(yīng)電流可能減小
B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時,線框中的感應(yīng)電流一定增大
C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時,線框中的感應(yīng)電流一定增大
D.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時,線框中的感應(yīng)電流可能不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖是法拉第研制成的世界上第一臺發(fā)電機(jī)模型的原理圖。銅盤水平放置,磁場豎直向下穿過銅盤,圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi),從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤,下列說法正確的是
A.回路中電流大小變化,,方向不變
B.回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a流向旋轉(zhuǎn)的銅盤
C.回路中有大小和方向作周期性變化的電流
D.回路中沒有磁通量變化,沒有電流

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗裝置如圖,當(dāng)電流計中的電流從上面的正接線柱流入時,電流計的指針右偏,下列看到的哪些現(xiàn)象是正確的(   )
A.電鍵S閉合的瞬間,看到電流計的指針左偏
B.電鍵S閉合后打開的瞬間,看到電流計的指針左偏
C.只要電路中的電流足夠大,滑動變阻器無須移動,指針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D.滑動變阻器的滑片向左移動的過程中,電流計的指針左偏

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

右圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌,AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿,導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體.有勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面,方向如圖.用I表示回路中的電流.則(  )

A.當(dāng)AB不動而CD向右滑動時,且沿順時針方向
B.當(dāng)AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時,
C.當(dāng)AB、CD都向右滑動且速度大小相等時,
D.當(dāng)AB、CD都向右滑動,且AB速度大于CD時,且沿逆時針方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

一電阻為R的金屬圓環(huán),放在勻強(qiáng)磁場中,磁場與圓環(huán)所在平面垂直,如圖(a),已知通過圓環(huán)的磁通量隨時間t的變化關(guān)系如圖(b),圖中的最大磁通量和變化周期T都是已知量,求:

(1)在t=0到t= T/4的時間內(nèi),通過金屬圓環(huán)橫截面的電荷量q
(2)在t=0到t=2T的時間內(nèi),金屬環(huán)所產(chǎn)生的電熱Q

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距,電阻,導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量、電阻的金屬桿,導(dǎo)軌電阻忽略不計,整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中,磁場的方向豎直向下,現(xiàn)用一外力沿水平方向拉桿,使之由靜止起做勻加速運(yùn)動并開始計時,若5s末桿的速度為2.5m/s,求:

(1)5s末時電阻上消耗的電功率;
(2)5s末時外力的功率.
(3)若桿最終以8m/s的速度作勻速運(yùn)動,此時閉合電鍵S,射線源Q釋放的粒子經(jīng)加速電場C加速后從孔對著圓心進(jìn)入半徑的固定圓筒中(筒壁上的小孔只能容一個粒子通過),圓筒內(nèi)有垂直水平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場。粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞均無電荷遷移,也無機(jī)械能損失,粒子與圓筒壁碰撞5次后恰又從孔背離圓心射出,忽略粒子進(jìn)入加速電場的初速度,若粒子質(zhì)量,電量,則磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?若不計碰撞時間,粒子在圓筒內(nèi)運(yùn)動的總時間多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖中,閉合矩形線框abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁中,ab邊位于磁場邊緣,線框平面與磁場垂直,ab邊和bc邊分別為L1和L2,線框電阻為R。若把線框沿v的方向勻速拉出磁場所用時間為△t,則通過框?qū)Ь截面的電量是(   )
A.B.C.D.BL1L2

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