(18分)如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个面积为S的矩形线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动.
(1)穿过线框平面磁通量的变化率何时最大?最大值为多少?
(2)当线框由图示位置转过60°的过程中,平均感应电动势为多大?
(3)线框由图示位置转到60°时瞬时感应电动势为多大?
(17分)如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
(4)求F的大小为多少
(16分)如图所示,匀强磁场磁感应强度为B=0.2T,方向垂直纸面向里。在磁场中的P点引入一个质量为m=2.0×10-8kg、带电量为q=5×10-6C的正粒子,并使之以v=10m/s的速度垂直于磁场方向开始运动,运动方向如图所示,不计粒子重力,磁场足够大。
(1)请在右图上大致画出粒子做匀速圆周运动的轨迹;
(2)粒子做匀速圆周运动的半径和周期为多大;
(3)穿过粒子圆周平面内的磁通量为多大。
我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件。
(1)给岀的实物图中,请用笔画线代替导线补全实验电路;
(2)接好电路,合上开关瞬间,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
(3)电路稳定后,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);迅速移动滑动变阻器的滑片,电流表指针 (填“偏转”或“不偏转”);
(4)根据以上实验可得:产生感应电流的条件 。
如图所示,金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑,导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,金属棒和导轨的电阻不计,设MN下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是( )
A.使MN的质量增大到原来的2倍
B.使磁感强度B增大到原来的2倍
C.使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍
D.使电阻R的阻值减到原来的一半
穿过一个单匝数线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2 Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V
B.线圈中的感应电动势每秒钟减小2 V
C.线圈中的感应电动势始终为2 V
D.线圈中不产生感应电动势