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如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间...

如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmS6ec8aac122bd4f6etV,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化,求:

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(1)线圈中产生感应电动势的最大值;

(2)小灯泡消耗的电功率;

(3)在磁感应强度变化的0~6ec8aac122bd4f6e的时间内,通过小灯泡的电荷量.

 

(1)8.0 V  (2)2.88 W  (3)4.0×10-3 C 【解析】(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10-2 s 所以线圈中感应电动势的最大值为 Em=8.0 V. (2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为Im==0.80 A 通过小灯泡电流的有效值为I=Im/A 小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88 W. (3)在磁感应强度变化的0~内,线圈中感应电动势的平均值 =nS通过灯泡的平均电流= 通过灯泡的电荷量Q=Δt==4.0×10-3 C.
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考点分析:
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法拉第通过精心设计的一系列实验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所作的推论后来被实验否定的是(    )

A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流

B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流

C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的在磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势

D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流

 

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在下图的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动.甲图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是(    )

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A.三种情况下,导体棒ab最终都是匀速运动

B.图甲、丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中ab棒最终静止

C.图甲、丙中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动

D.三种情况下,导体棒ab最终均静止

 

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在实际生产中,有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈,当电路中的开关S由闭合到断开时,线圈会产生很大的自感电动势,使开关S处产生电弧,危及操作人员的人身安全.为了避免电弧的产生,可在线圈处并联一个元件,在下列方案中可行的是(    )

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如图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为i2,且i1>i2.在t1时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的(    )

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如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有(    )

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A.a先变亮,然后逐渐变暗

B.b先变亮,然后逐渐变暗

C.c先变亮,然后逐渐变暗

D.b、c都逐渐变暗

 

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